(57)【要約】  装置は、弁及びアクチュエータを含む。弁は、エンジンのシリンダヘッドによって規定される弁ポケット内に移動可能に配置された部分を有する。弁は、シリンダヘッドに対し、閉位置と開位置との間の距離を移動するように構成されている。弁の一部は、弁が開位置にあるとき、エンジンのシリンダと流体連通する流れ開口部を規定する。アクチュエータは、閉位置と開位置との間の距離を選択的に変化させるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
弁ポケットを規定する内部表面を有するシリンダヘッドであって、シリンダ及びガスマニホールドに結合されるように構成されたシリンダヘッドと、
複数の弁流路を規定する部分を有する弁部材であって、前記弁部材は、前記弁部材が前記弁ポケット内で前記弁部材の長手方向軸線に沿って移動可能であるように前記弁ポケット内に配置できるように構成されている、弁部材と、を備え、前記装置は、第１構成、第２構成、及び第３構成を有し、
前記第１構成において、前記複数の弁流路の各弁流路は、前記シリンダ及び前記ガスマニホールドと流体連通しており、
前記第２構成において、前記複数の弁流路の各弁流路は前記シリンダから流体的に分離されており、
前記第３構成において、前記弁部材は、前記第１構成及び前記第２構成とは異なる位置に配置されており、
前記弁部材は、前記第３構成に向かって付勢されている、装置。
【請求項２】
前記弁部材は、アクチュエータアセンブリ及び復帰アセンブリによって、前記第３構成に向かって付勢されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータアセンブリは、力印加部材と、アクチュエータと、付勢部材と、を含み、前記力印加部材は、前記弁部材を移動させるように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、第１電磁コイルと、第２電磁コイルと、電機子と、を含み、前記アクチュエータアセンブリは、前記電機子が、前記第１電磁コイルに隣接する第１位置にある第１電機子構成と、前記電機子が、前記第２電磁コイルに隣接する第２位置にある第２電機子構成と、前記電機子が、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置にある第３電機子構成と、を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータアセンブリが前記第１電機子構成にあるとき、前記弁部材は前記第１構成にあり、前記アクチュエータアセンブリが前記第２電機子構成にあるとき、前記弁部材は前記第２構成にあり、前記アクチュエータアセンブリが前記第３電機子構成にあるとき、前記弁部材は前記第３構成にある、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記復帰アセンブリは復帰付勢部材及び復帰力印加部材を含み、前記復帰付勢部材は、前記復帰力印加部材に印加される力によって前記弁部材を移動させるように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記復帰付勢部材はばねである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記復帰付勢部材は伸張構成に向かって付勢されている、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記付勢部材はばねである、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記付勢部材は伸張構成に向かって付勢されている、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記復帰アセンブリは復帰付勢部材及び復帰力印加部材を含み、前記復帰付勢部材は、前記復帰力印加部材に印加される力によって前記弁部材を移動させるように構成されており、前記第１電磁コイル又は前記第２電磁コイルにより前記電機子に電流が印加されていないとき、前記付勢部材及び前記復帰付勢部材によって印加される前記力により前記弁部材を前記第３構成に配置する、請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記第３構成にあるとき、前記複数の弁流路のうちの少なくとも１つの弁流路は、前記少なくとも１つの弁流路と前記シリンダとの間に配置された前記シリンダヘッドの一部分によって部分的に閉塞されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
装置であって、
弁ポケットを規定する内部表面を有するシリンダヘッドであって、シリンダ及びガスマニホールドに結合されるように構成されており、前記弁ポケットの一部分は封止部分を含み、前記封止部分は複数のシリンダ流路を規定する、シリンダヘッドと、
複数の弁流路を規定する部分を有する弁部材であって、前記弁部材は、前記弁部材が前記弁ポケット内で前記弁部材の長手方向軸線に沿って移動可能であるように前記弁ポケット内に配置できるように構成されている、弁部材と、
を含み、前記装置は、第１構成、第２構成、及び第３構成を有し、
前記第１構成において、前記複数の弁流路の各弁流路は前記シリンダ及び前記ガスマニホールドと流体連通しており、前記複数の弁流路は前記複数のシリンダ流路を介して前記シリンダと流体連通しており、
前記第２構成において、前記複数の弁流路の各弁流路は前記弁ポケットの前記封止部分によって前記シリンダから流体的に分離されており、
前記第３構成において、前記複数の弁流路の各弁流路が前記シリンダ及び前記ガスマニホールドと流体連通し、前記弁部材が前記第３構成に向かって付勢されるように、前記複数の弁流路のそれぞれに通じる開口部は、前記弁ポケットの前記封止部分によって少なくとも部分的に閉塞されている、装置。
【請求項１４】
前記第３構成にあるとき、前記複数の弁流路のそれぞれに通じる前記開口部は前記弁ポケットの前記封止部分によって約５０％閉塞されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１構成にあるとき、前記複数の弁流路の前記弁流路のそれぞれは、前記複数のシリンダ流路のうちのシリンダ流路と軸方向に整列されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１構成にあるとき、前記複数の弁流路のうちの前記弁流路の少なくとも１つは、前記複数のシリンダ流路のうちの対応するシリンダ流路へと収束し、前記対応するシリンダ流路は前記弁流路のうちの前記少なくとも１つへと収束している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の弁流路及び前記複数のシリンダ流路のうちの少なくとも１つは、前記シリンダヘッドの中心軸線に対して非ゼロ角度で角度を成している中心軸線を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記非ゼロ角度は約２０度〜約４０度である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記弁部材は、第１上面と、第２上面と、底面とを含み、前記第１上面は、前記底面を含む平面に平行な平面内にあり、前記第２上面は、前記第１上面に対して角度を成した平面内にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記弁ポケットは、第１弁ポケット上面及び第２弁ポケット上面を有し、前記第１弁ポケット上面は、前記弁部材の前記第１上面を含む前記平面に平行な平面内にあり、前記第２弁ポケット上面は、前記弁部材の前記第２上面を含む前記平面に平行な平面内にあり、前記弁部材が前記第２構成にあるとき、前記弁部材の前記第２上面と前記第２弁ポケット上面は当接するように構成されている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
弁部材を、前記弁部材によって規定される複数の弁通路を通じてガスマニホールドがシリンダと流体連通するように、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において、第１構成から第２構成に第１方向に移動させることと、
前記弁部材を、前記ガスマニホールドが前記シリンダから流体的に分離されるように、前記弁ポケット内において前記第２構成から第３構成に、前記第１方向とは反対の第２方向に移動させることと、
前記弁部材を、前記弁部材が前記第１構成に移動するように解放することと、を含む方法。
【請求項２２】
前記弁部材を前記第１方向に前記移動させることは、前記弁部材を押すことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記弁部材を前記第２方向に前記移動させることは、前記弁部材を引くことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記弁部材を前記第２方向に前記移動させることは、前記弁部材を押すことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１構成において、前記ガスマニホールドは、前記複数の弁流路を通じて前記シリンダと流体連通する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１構成において、前記複数の弁流路は、前記弁部材と前記シリンダとの間に配置された前記シリンダヘッドの一部分によって少なくとも部分的に閉塞されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記弁部材は第１弁部材であり、前記弁ポケットは第１弁ポケットであり、前記ガスマニホールドは第１ガスマニホールドであり、
第２弁部材を、第２ガスマニホールドが前記シリンダから流体的に分離されるように、前記シリンダヘッドによって規定される第２弁ポケット内において第１構成から第２構成に、第１方向に移動させることと、
前記第２弁部材を、前記第２ガスマニホールドが前記シリンダと流体連通するように、前記第２弁ポケット内において前記第２構成から第３構成に、前記第１方向とは反対の第２方向に移動させることと、
前記弁部材を、前記弁部材が前記第１構成に移動するように解放することと、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２弁部材を前記第１方向に前記移動させることは、前記弁部材を引くことを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２弁部材を前記第１方向に前記移動させることは、前記弁部材を押すことを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２弁部材を前記第２方向に前記移動させることは、前記弁部材を押すことを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
電機子が前記第１電磁コイルの方に引かれるように作動アセンブリの第１電磁コイルに第１電流を印加することであって、前記電機子は、前記電機子の運動によって、弁部材が、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において中立構成から開構成に移動するように、前記弁部材に接続されており、前記弁部材は複数の弁流路を規定し、前記開構成において、ガスマニホールドは前記複数の弁流路を通じてシリンダと流体連通している、ことと、
前記弁部材が前記中立構成に移動するように、前記第１電磁コイルに対する前記第１電流の前記印加を停止することと、
前記弁部材が閉構成に移動するように、作動アセンブリの第２電磁コイルに第２電流を印加することであって、前記閉構成において前記ガスマニホールドは前記シリンダから流体的に分離されている、ことと、を含む方法。
【請求項３２】
前記弁部材が前記中立構成に移動するように、前記第２電磁コイルに対する前記第２電流の前記印加を停止することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１電流の前記印加を前記停止することの後、第１付勢部材によって印加される力により前記弁部材が前記中立構成に移動する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記第２電流の前記印加を前記停止することの後、第２付勢部材によって印加される力により前記弁部材が前記中立構成に移動する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記中立構成にあるとき、前記ガスマニホールドは前記シリンダと流体連通し、前記複数の弁流路は、前記弁部材と前記シリンダとの間に配置された前記シリンダヘッドの一部分によって少なくとも部分的に閉塞されている、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[1001]  本出願は、２０１６年９月９日に出願された、「Variable Travel Valve Apparatus for an Internal Combustion Engine」という名称の米国特許仮出願第６２／３８５，８０４号の優先権及び利益を主張する。その内容全体は、あらゆる目的において参照により本明細書に明示的に援用される。
【０００２】
[1002]  本明細書に記載される実施形態は、流体処理機械のガス交換プロセスを制御するための装置に関し、より具体的には、内燃機関の弁及びシリンダヘッドアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
[1003]  例えば、内燃機関、圧縮機等など多くの流体処理機械は、最適な性能を確かにするために正確且つ効率的なガス交換プロセスを必要とする。例えば、内燃機関の吸気行程中、エンジンの動作サイクル内の所定時間に所定量の空気及び燃料を燃焼室に供給しなければならない。その後、燃焼室は、エンジンの様々な構成要素の非効率な動作及び／又は破損を防止するために、燃焼イベント中、密閉されなければならない。排気行程中、燃焼室内の燃焼したガスは燃焼室から効率的に排気されなければならない。
【０００４】
[1004]  いくつかの既知の内燃機関は、燃焼室に出入りするガスの流れを、ポペット弁を用いて制御する。既知のポペット弁は、長尺状のステム及び広がった密閉ヘッドを含む往復動弁である。使用時、既知のポペット弁は、密閉ヘッドが弁座から離間するように燃焼室に向かって内側に開くことで、弁が開位置にあるときに燃焼室に出入りする流路を形成する。密閉ヘッドは、弁が閉位置にあるときに弁座の対応する表面に接触し、燃焼室を効果的に密閉するように構成されている、角度を成した表面を含むことができる。
【０００５】
[1005]  しかしながら、既知のポペット弁の拡張した密閉ヘッドは、燃焼シリンダに入って来る又はそこから出るガスの流路を遮断し、ガス交換プロセスが非効率になるおそれがある。更に、拡張した密閉ヘッドは、入って来る空気中に渦及び他の望ましくない乱流を生じさせるおそれもあり、燃焼イベントに悪影響を及ぼす可能性がある。このような効果を最小限にするために、いくつかの既知のポペット弁は、閉位置と開位置との間の比較的長距離を移動するように構成されている。しかしながら、弁のリフトを増加させると、寄生損失が高くなる、動弁系の摩耗が多くなる、エンジン動作中の弁とピストンとの接触の可能性が高まるなどを招くことになる。
【０００６】
[1006]  既知のポペット弁の密閉ヘッドは、燃焼室内に延びていることからエンジン燃焼の極度の圧力及び温度に曝され、弁が破損する又は漏洩する可能性が高まる。燃焼状態への曝露は、例えば、熱膨張の増加、好ましくない炭素堆積物の蓄積等を引き起こすおそれがある。更に、このような配置は、弁の整備及び／又は交換を助けることにはならない。多くの場合、例えば、弁を整備又は交換するためには、シリンダヘッドを取り外さなければならない。
【０００７】
[1007]  漏洩の可能性を低下させるために、既知のポペット弁は比較的剛性のばねを用いて閉位置に付勢される。従って、既知のポペット弁は、弁を開くのに必要な強い力を生成するためにカムシャフトを用いて作動させることが多い。しかしながら、既知のカムシャフト式の作動システムは、エンジン動作条件に応じて弁変位（又はリフト）、タイミング及び／又は弁イベントの作用角を変化させるための柔軟性が制限されている。例えば、いくつかの既知のカムシャフト式作動システムは弁の開口又は作用角を変化させることはできるが、弁イベントがカムシャフト及び／又はエンジンクランクシャフトの回転位置に依存することから、このような変化は制限される。従って、弁イベント（即ち、タイミング、作用角及び／又は変位）は各エンジン動作条件（例えば、ローアイドル、高速、全負荷等）に対して最適化されず、むしろ、所望される全体的な性能を提供することの妥協として選択される。
【０００８】
[1008]  いくつかの既知のポペット弁は、電子アクチュエータ又は油圧を使用して作動される。しかしながら、ソレノイド式作動システムは、付勢ばねの力に打ち勝つために複数のばね及び／又はソレノイドを必要とすることが多い。更に、ソレノイド式作動システムは、弁を付勢ばねの力に反して駆動するために比較的高出力を必要とする。油圧式のシステムは、非常に精密公差の部品を必要とし、油圧供給源を必要とする。
【０００９】
[1009]  従って、内燃機関及び同様のシステム及びデバイスのための改良された弁作動システムが必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
[1010]  ガス交換弁及び方法を本明細書に記載する。いくつかの実施形態では、装置は、弁及びアクチュエータを含む。弁は、エンジンのシリンダヘッドによって規定される弁ポケット内に移動可能に配置された部分を有する。弁は、シリンダヘッドに対し、平衡位置、閉位置、及び開位置の間の距離を移動するように構成されている。弁の一部は、弁が開位置にあるとき、エンジンのシリンダと流体連通する流れ開口部を規定する。アクチュエータは、閉位置と開位置との間の距離を選択的に変化させるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[1011]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリを含むエンジンの一部分の断面図である。
【図２】[1012]図１に示されるシリンダヘッドアセンブリに関連するソレノイドアセンブリの斜視図である。
【図３】[1013]図５のソレノイドアセンブリの分解図である。
【図４】[1014]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図５】[1015]一実施形態による吸気弁部材の斜視図である。
【図６】[1016]一実施形態による排気弁部材の斜視図である。
【図７】[1017]第１構成にある、図４のシリンダヘッドアセンブリの部分分解図である。
【図８】[1018]第２構成にある、図４のシリンダヘッドアセンブリの部分分解図である。
【図９】[1019]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリを含むエンジンの一部分の斜視図である。
【図１０】[1020]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図１１】[1021]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図１２】[1022]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図１３Ａ】[1023]一実施形態による排気弁の底面図である。
【図１３Ｂ】[1023]一実施形態による吸気弁の側面図である。
【図１４】[1024]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図１５】[1025]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図１６】[1026]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図１７】[1027]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図１８】[1028]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図１９】[1029]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図２０】[1030]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図２１】[1031]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図２２】[1032]一実施形態による弁システムの概略図である。
【図２３】[1033]一実施形態による弁アクチュエータの概略図である。
【図２４】[1034]一実施形態による弁アクチュエータの概略図である。
【図２５】[1035]一実施形態による弁アクチュエータの概略図である。
【図２６】[1036]一実施形態によるアクチュエータの地金の斜視図である。
【図２７】[1037]一実施形態による地金の一部分の概略図である。
【図２８】[1038]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリを含むエンジンの一部分の断面図である。
【図２９Ａ】[1039]一実施形態によるシリンダヘッドの第１斜視図である。
【図２９Ｂ】[1039]一実施形態によるシリンダヘッドの第２斜視図である。
【図２９Ｃ】[1040]図２９Ａのシリンダヘッドの下層の上部斜視図である。
【図２９Ｄ】[1040]図２９Ａのシリンダヘッドの下層の底部斜視図である。
【図２９Ｅ】[1041]図２９Ａのシリンダヘッドの中間層の上部斜視図である。
【図２９Ｆ】[1041]図２９Ａのシリンダヘッドの中間層の底部斜視図である。
【図３０Ａ】[1042]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３０Ｂ】[1042]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３０Ｃ】[1042]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３１Ａ】[1043]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３１Ｂ】[1043]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３１Ｃ】[1043]一実施形態による吸気弁部材の図である。
【図３２】[1044]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの部分分解斜視図である。
【図３３】[1045]一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリの斜視図である。
【図３４】[1046]一実施形態によるエンジンの断面図である。
【図３５Ａ】[1047]一実施形態による、第１構成における弁ブリッジ及びシリンダブリッジの概略断面図である。
【図３５Ｂ】[1047]一実施形態による、第２構成における弁ブリッジ及びシリンダブリッジの概略断面図である。
【図３６】[1048]一実施形態によるシリンダブリッジに対して閉構成にある弁部材に印加される力の例示的な概略断面図である。
【図３７Ａ】[1049]一実施形態による、様々なクランク角で弁部材に印加される力例示的なグラフである。
【図３７Ｂ】[1049]一実施形態による、様々なクランク角で弁部材に印加される圧力の例示的なグラフである。
【図３８Ａ】[1050]一実施形態によるアセンブリの斜視図である。
【図３８Ｂ】[1050]一実施形態によるアセンブリの部分分解図である。
【図３９Ａ】[1051]一実施形態によるピストンの上部の斜視図である。
【図３９Ｂ】[1052]一実施形態によるピストンの上部の斜視図である。
【図３９Ｃ】[1053]一実施形態によるピストンの上部の斜視図である。
【図４０Ａ】[1054]様々な実施形態による、様々なクランク角における様々な弁作動サイクルの図解である。
【図４０Ｂ】[1054]様々な実施形態による、様々なクランク角における様々な弁作動サイクルの図解である。
【図４１Ａ】[1055]一実施形態による、エンジン内を移動する流体の速度ベクトルの例示的なモデルである。
【図４１Ｂ】[1056]図４１Ａの一部分の拡大図である。
【図４２】[1057]一実施形態によるシステムの概略図である。
【図４３】[1058]一実施形態によるシステムの概略図である。
【図４４Ａ】[1059]一実施形態による流路の断面図である。
【図４４Ｂ】[1060]一実施形態による流路の断面図である。
【図４５】[1061]一実施形態による、シリンダヘッドアセンブリを動作させる方法である。
【図４６】[1062]一実施形態による、シリンダヘッドアセンブリを動作させる方法である。
【図４７】[1063]一実施形態による弁部材の斜視図である。
【図４８】[1064]一実施形態によるシリンダヘッド及び弁部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[1065]  いくつかの実施形態では、装置は、弁及びアクチュエータを含む。弁は、エンジンのシリンダヘッドによって規定される弁ポケット内に移動可能に配置された部分を有する。弁は、シリンダヘッドに対し、平衡位置、閉位置、及び開位置の間の距離を移動するように構成されている。弁の一部は、弁が開位置にあるとき、エンジンのシリンダと流体連通する流れ開口部を規定する。アクチュエータは、閉位置と開位置との間の距離を選択的に変化させるように構成されている。
【００１３】
[1066]  いくつかの実施形態では、装置は、シリンダヘッド及び弁部材を含む。シリンダヘッドは、弁ポケットを規定する内部表面を有することができる。シリンダヘッドは、シリンダ及びガスマニホールドに結合されるように構成され得る。弁部材は、複数の弁流路を規定する部分を有することができる。弁部材は、弁部材が弁ポケット内で弁部材の長手方向軸線に沿って移動可能であるように、弁ポケット内に配置できるように構成され得る。装置は、第１構成、第２構成、及び第３構成を有することができる。第１構成において、複数の弁流路の各弁流路は、シリンダ及びガスマニホールドと流体連通することができる。第２構成において、複数の弁流路の各弁流路はシリンダから流体的に分離され得る。第３構成において、弁部材は、第１構成及び第２構成とは異なる位置に配置され得る。弁部材は、第３構成に向かって付勢され得る。
【００１４】
[1067]  いくつかの実施形態では、装置は、シリンダヘッド及び弁部材を含む。シリンダヘッドは、弁ポケットを規定する内部表面を有することができる。シリンダヘッドは、シリンダ及びガスマニホールドに結合されるように構成され得る。弁ポケットの一部分は、複数のシリンダ流路を規定する封止部分を含み得る。弁部材は、複数の弁流路を規定する部分を有することができ、弁部材は、弁部材が弁ポケット内で弁部材の長手方向軸線に沿って移動可能であるように弁ポケット内に配置されることができるように構成されている。装置は、第１構成、第２構成、及び第３構成を有することができる。第１構成において、複数の弁流路の各弁流路は、シリンダ及びガスマニホールドと流体連通することができ、複数の弁流路は複数のシリンダ流路を介してシリンダと流体連通することができる。第２構成において、複数の弁流路の各弁流路は、弁ポケットの封止部分によってシリンダから流体的に分離され得る。第３構成において、複数の弁流路のそれぞれに通じる開口部は、複数の弁流路の各弁流路がシリンダ及びガスマニホールドと流体連通するように、弁ポケットの封止部分によって少なくとも部分的に閉塞されている。弁部材は、第３構成に向かって付勢され得る。
【００１５】
[1068]  いくつかの実施形態では、方法は、弁部材を、弁部材によって規定される複数の弁通路を通じてガスマニホールドがシリンダと流体連通するように、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において、第１構成から第２構成に第１方向に移動させることを含む。次いで、弁部材を、ガスマニホールドがシリンダから流体的に分離されるように、弁ポケット内において第２構成から第３構成に、第１方向とは反対の第２方向に移動させることができる。弁部材は、弁部材が第１構成に移動するように解放され得る。
【００１６】
[1069]  いくつかの実施形態では、方法は、電機子が第１電磁コイルの方に引かれるように作動アセンブリの第１電磁コイルに第１電流を印加することを含む。電機子は、電機子の運動によって、弁部材が、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において中立構成から開構成に移動するように、弁部材に接続され得る。弁部材は複数の弁流路を規定することができる。開構成において、ガスマニホールドは複数の弁流路を通じてシリンダと流体連通され得る。弁部材が中立構成に移動するように、第１電磁コイルに対する第１電流の印加は停止され得る。弁部材が閉構成に移動するように、第２電流が、その後、作動アセンブリの第２電磁コイルに印加され得る。閉構成においてガスマニホールドはシリンダから流体的に分離されている。
【００１７】
[1070]  図１は、一実施形態による、完全可変弁作動を実施することができるシリンダヘッドアセンブリを含むエンジン１００の一部分の断面正面図である。エンジン１００は、エンジンブロック１０２と、エンジンブロック１０２に結合されたシリンダヘッドアセンブリ１３０とを含む。エンジンブロック１０２は、長手方向軸線Ｌｃを有するシリンダ１０３を規定する又は含む。ピストン（図示せず）は、シリンダ１０３の長手方向軸線Ｌｃに沿って往復運動することができるようにシリンダ１０３内に配置され得る。ピストンは、ピストンがシリンダ１０３内において往復運動するとクランクシャフトがその長手方向軸線（図示せず）を中心に回転するように、コネクティングロッド（図示せず）によって、偏心スロー（図示せず）を有するクランクシャフト（図示せず）に結合され得る。このようにして、ピストンの往復運動を回転運動に変換することができる。
【００１８】
[1071]  第１表面１３５の一部分がシリンダ１０３の上部分を覆うことで燃焼室１０９を形成するように、シリンダヘッドアセンブリ１３０の第１表面１３５はエンジンブロック１０２に結合され得る。シリンダ１０３を覆っている第１表面１３５の部分は、平坦である（及びいくつかの実施形態では、燃焼室１０９内のピストンの頂面に平行に位置する）ものとして示されるが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリ１３０は燃焼室内に突出する弁を含まないことから、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は任意の適切な幾何学的設計を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は、湾曲させて、ピストンの頂面から角度的にずらすことができる。他の実施形態では、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は、湾曲させて、半球型燃焼室、ペントルーフ型燃焼室等を形成することができる。
【００１９】
[1072]  内部領域又はポート１１２を規定するガスマニホールド１１０は、ガスマニホールド１１０の内部領域１１２が第２表面１３６の開口部を通じて弁ポケット１３８と流体連通するように、シリンダヘッドアセンブリ１３０の第２表面１３６に結合されている。本明細書に詳細に記載されるように、この配置は、例えば空気又は燃焼副産物などのガスを、シリンダヘッドアセンブリ１３０及びガスマニホールド１１０を通じてシリンダ１０３内に又はシリンダ１０３外に運ぶことを可能にする。単一ガスマニホールド１１０を含むものとして示されるが、いくつかの実施形態では、エンジンは２つ以上のガスマニホールドを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、エンジンは、空気及び／又は混合気をシリンダヘッドに供給するように構成されている吸気マニホールドと、排気ガスをシリンダヘッドから離れる方に運ぶように構成されている排気マニホールドとを含むことができる。
【００２０】
[1073]  更に、示されるように、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリ１３０の第１表面１３５は第２表面１３６に対向し得る。いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリ１３０は、シリンダ１０３に入る及び／又はシリンダ１０３を出るガス流が実質的に直線に沿って生じ得るように配置されている。このような配置において、燃料インジェクタ（図示せず）は、シリンダ流路１４８（以下で記載される）の真上の吸気マニホールド（図示せず）内に配置され得る。このように、噴射された燃料は一連の屈曲部にさらされることなくシリンダ１０３内に運ぶことができる。燃料路に沿った屈曲部を排除することで、燃料の衝突及び／又は壁の濡れを低減することができ、それによって例えば過渡応答の向上など、より効率的なエンジン性能につながる。
【００２１】
[1074]  シリンダヘッドアセンブリ１３０はシリンダヘッド１３２及び弁部材１６０を含む。シリンダヘッド１３２はシリンダブリッジ部１９４（シリンダブリッジとも称される）を含む。シリンダヘッド１３２のシリンダブリッジ１９４は、長手方向軸線Ｌｐを有する弁ポケット１３８の底部を規定する内部表面１３４を有する。シリンダブリッジ１９４はまた、燃焼室１０９の上部を規定し得る底面を含む。例えば、図１に示すように、シリンダブリッジの底面は第１表面１３５と同じ表面である。シリンダブリッジ１９４はまた、８つのシリンダ流路１４８を規定する。シリンダ流路１４８のそれぞれはシリンダヘッド１３２の第１表面１３５に隣接し、シリンダ１０３と流体連通する。付加的に、シリンダ流路１４８のそれぞれは、シリンダ流路１４８が弁部材１６０によって閉塞されていない状況において、弁ポケット１３８と流体連通することができる。シリンダブリッジ１９４はまた、シリンダ流路１４８を規定し得るいくつかの封止部分１５５を含む。
【００２２】
[1075]  弁部材１６０は、流路部１６２（弁ブリッジ又は弁ブリッジ部とも称される）と、第１ステム部分１７６と、第２ステム部分１７７とを有する。弁部材１６０は、図１に示すように、テーパした形状（例えば、部分的にテーパした外壁部）を有し得る。第１ステム部分１７６は弁部材１６０の流路部１６２の端部に結合されており、第１プラグ１７８に係合するように構成されている。第１プラグ１７８は、アクチュエータアセンブリ１８０（本明細書では、ソレノイドアセンブリとも称される）と係合するように構成されている（図２の斜視図及び図３の分解図に示される）。第２ステム部分１７７は第１ステム部分１７６とは反対側の流路部１６２の端部に結合されており、第２プラグ１７９に係合するように構成されている。第２プラグ１７９は、ばねアセンブリ１２０（本明細書では、復帰アセンブリとも称される）と係合するように構成されている。
【００２３】
[1076]  ソレノイドアセンブリ１８０は、電機子１８１と、コネクティングロッド１８３と、力印加部材１８４と、ばね１８５とを含む。ソレノイドアセンブリ１８０はまた、電磁開コイル１８２及び電磁閉コイル１８６を含む。第１プラグ１７８に印加される力により弁部材１６０の運動を生じさせることができるように、力印加部材１８４は第１プラグ１７８と係合するように構成されている。力印加部材１８４と第１プラグ１７８との間の係合は当接であり得る。換言すると、力印加部材１８４及び第１プラグ１７８は、関節式の接合部又は噛合特徴部を含むことはできない。他の実施形態では、力印加部材１８４と第１プラグ１７８及び／又は弁部材１６０との間の係合は、噛合特徴部を含むことができる。
【００２４】
[1077]  ばねアセンブリ１２０は、ばね１２２及びばね力印加部材１２１を含む。ばね１２２は弾性変形し、伸張構成に付勢されるように構成され得る。ばね力印加部材１２１は非弾性の剛性材料で形成され得る。例えば、ばね力印加部材１２１は鋼及び／又はチタンで形成され得る。（例えば、伸張構成に付勢されていることにより）ばねアセンブリ１２０によって第２プラグ１７９に印加される力が弁部材１６０の運動を生じさせることができるように、ばね力印加部材１２１は、第２プラグ１７９と係合するように構成されている。ばね力印加部材１２１と第２プラグ１７９との間の係合は当接であり得る。換言すると、ばね力印加部材１２１及び第２プラグ１７９は関節式の接合部又は噛合特徴部を含むことはできない。他の実施形態では、ばね力印加部材１２１と第２プラグ１７９及び／又は弁部材１６０との間の係合は噛合特徴部を含むことができる。
【００２５】
[1078]  弁部材１６０の流路部１６２はそれを通る８つの流路１６８を規定する。流路部１６２はいくつかの封止部分１７２を含み、封止部分１７２のそれぞれは、流路１６８の１つに隣接して配置されており、流路部１６２の底面１６３上に配置されている及び／又は流路部１６２の底面１６３を含む。いくつかの実施形態では、封止部分１７２は、流路部１６２の底面１６３上の流路１６８に通じる開口部を規定する。弁部材１６０の流路部１６２が弁ポケット１３８内にある弁部材１６０の長手方向軸線Ｌｖに沿って移動することができるように、弁部材１６０は弁ポケット１３８内に配置されている。例えば、ソレノイドアセンブリ１８０は、弁部材１６０が矢印Ａの方向に移動するように、第１プラグ１７８に力を印加するように構成され得る。同様に、力印加部材が矢印Ｂの方向に移動し、弁部材１６０もまた、ばねアセンブリ１２０の力下で矢印Ｂの方向に移動するように、ソレノイドアセンブリ１８０は力印加部材１８４に第２力を印加するように構成され得る。換言すると、ばねアセンブリ１２０は、弁部材１６０が矢印Ｂの方向に移動するように、第２プラグ１７９に力を印加するように構成され得る。いくつかの実施形態では、弁部材１６０が矢印Ｂの方向に移動するようにソレノイドアセンブリ１８０が第１プラグ１７８に第２力を印加するように構成されるように、ソレノイドアセンブリ１８０は、当接して配置されるだけではなくむしろ、噛合要素を介して弁部材と係合させることができる。
【００２６】
[1079]  ばね１２２及びばね１８５は両方とも、弁部材１６０に向かって付勢され得る（即ち、ばね１２２及びばね１８５は両方とも中央に付勢される）。従って、ソレノイドアセンブリ１８０の電機子１８１に電流が印加されない（即ち、開コイル１８２又は閉コイル１８６に電流が印加されない）構成では、弁部材１６０がシリンダヘッド１３２に対して中央又は実質的に中央位置に配置され、弁部材１６０が部分的に開放されるように、ばね１８５及びばね１２２によって弁部材１６０に印加されるばね力により、弁部材１６０が中立位置に中央に付勢される。換言すると、各流路１６８に通じるシリンダ側開口部の少なくとも一部分が流路１４８と流体連通し、各流路１６８に通じるシリンダ側開口部の一部分が封止部分１５５によって閉塞、遮断、又は閉鎖されるように、流路１６８は流路１４８と部分的に整列され得る。いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ１８０のコイル１８２，１８６に印加される電流がない場合、弁部材１６０が開位置における弁部材１６０の位置（例えば、開コイル１８２に電流が印加されているときの弁部材１６０の位置）と閉位置における弁部材１６０の位置（例えば、閉コイル１８６に電流が印加されているときの弁部材１６０の位置）との間の中間に配置されるように、ばね１２２及びばね１８５は弁部材１６０に向かって付勢され得る。
【００２７】
[1080]  いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ１８０のコイル１８２，１８６に印加される電流がない場合、弁部材１６０が、開位置における弁部材１６０の位置（例えば、開コイル１８２に電流が印加されているときの弁部材１６０の位置）と閉位置における弁部材１６０の位置（例えば、閉コイル１８６に電流が印加されているときの弁部材１６０の位置）との間の、並進路に沿った途中に配置されるように、ばね１２２及びばね１８５は、弁部材１６０に向かって付勢され得る。いくつかの実施形態では、弁部材１６０は、開位置により接近して、閉位置により接近して、又は中間点に配置され得る。いくつかの実施形態では、弁部材１６０の１つ以上の流路１６８は流路部１６２の封止部分１７２によって部分的に閉塞され得る。いくつかの実施形態では、弁部材１６０が中立位置にあるときの流路１６８と封止部分１７２との間の中心軸線のずれにより、流路部１６２の底面１６３内の流路１６８の開口部が約５０％閉塞される、５０％超閉塞される、又は５０％未満閉塞されることになり得る。
【００２８】
[1081]  図１の構成に示すように、開コイル１８２に電流が供給されるようにソレノイドアセンブリ１８０が作動されると、電機子１８１は、開コイル１８２に向かって移動し、ばね１８５の力によって、コネクティングロッド１８３及び力印加部材１８４を第１プラグ１７８と力印加接触状態にするように構成され得る。従って、（図１に示される構成によって示されるように）流路１６８が流路１４８と整列するように、弁部材１６０は、ばね１２２により印加される力に反し、力印加部材１８４によって矢印Ａの方向に押すことができる。流路１６８が流路１４８と整列すると、流路１６８のそれぞれは、シリンダ流路１４８の１つと流体連通することができる。このように、ガスマニホールド１１０は流路１６８，１４８を介してシリンダ１０３と流体連通する。開コイル１８２から電流が除去されると、弁部材１６０が平衡位置に戻るように、ばね力印加部材１２１と併せて、ばね１２２によって印加される復帰力により弁部材１６０を矢印Ｂの方向に押すことができる。
【００２９】
[1082]  閉コイル１８６に電流が供給されるようにソレノイドアセンブリ１８０が作動されると、電機子１８１は閉コイル１８６に向かって移動し、コネクティングロッド１８３及び力印加部材１８４をばね１８５の力に反して矢印Ｂの方向に移動させ、力印加部材１８４によって第１プラグ１７８に印加される力を低下させるように構成され得る。力印加部材１８４によって第１プラグ１７８に印加される力が低下することで、弁部材１６０は、流路１６８が流路１４８と整列しないように、ばねアセンブリ１２０によって矢印Ｂの方向に押され得る。換言すると、弁部材１６０は、流路１６８が封止部分１７２によって燃焼室１０９から封止されるように配置され得る。更に、各流路１６８が対応するシリンダ流路１４８からずれているとき、各流路１６８はシリンダ流路１４８から流体的に分離されている。このように、シリンダ１０３はガスマニホールド１１０から流体的に分離される。閉コイル１８６から電流が除去されると、力印加部材１８４と併せてばね１８５によって印加される復帰力により、弁部材１６０を、弁部材１６０が平衡位置に戻るように、ばねアセンブリ１２０の力に反して矢印Ａの方向に押すことができる。いくつかの実施形態では、ばね１８５の力よりも強いばね１２２の力により弁部材１６０を矢印Ｂの方向に完全閉位置に移動させるよりもむしろ、ソレノイドアセンブリ１８０は、電機子１８１の運動により、弁部材１６０をばね１８５の力に反して、閉位置又は部分的に閉位置に引くことができるように、弁部材１６０に結合させることができる。
【００３０】
[1083]  いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ１８０は、弁部材１６０に「ブーストパルス」を印加するように作動させることができる。例えば、電流は、弁の運動を補助するために（例えば、摩擦力に打ち勝つために）、開コイル１８２又は閉コイル１８６のうちの１つに供給することができる。いくつかの実施形態では、弁部材１６０の位置がシリンダブリッジ１９４に対して正確に制御されるように開コイル１８２と閉コイル１８６との間の電機子１８１の位置を正確に制御するために、ソレノイドアセンブリ１８０は、開コイル１８２及び／又は閉コイル１８６に十分な電流を印加するように作動させることができる。従って、いくつかの実施形態では、弁部材１６０は、シリンダヘッドアセンブリ１３０によって、シリンダブリッジ１９４に対し、弁部材１６０の無数の流量範囲及び体積流量に対応する無数の位置に配置され得る。
【００３１】
[1084]  いくつかの実施形態では、弁部材１６０の運動（例えば、往復動又は並進）に必要な力は実質的にばね１２２及び／又はばね１８５によって提供することができ、ソレノイドアセンブリ１８０は弁部材１６０の運動を所望のように維持するために必要に応じて力印加部材１８４にブーストパルスのみを印加する。ブーストパルスは、弁部材１６０を加速させる又は減速させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ１８０は、所望の時間にわたり弁部材１６０をシリンダブリッジ１９４に対して特定の位置（例えば、開、閉、又は一部開）に保持するために作動され得る。いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ１８０がコイル１８２及びコイル１８６に電流を印加するのを停止すると、弁部材１８０は、弁部材１８０が、復帰アセンブリ１２０とアクチュエータアセンブリ１８０との間の自然な中央付勢位置に戻るまで、（ばね１２０及びばね１８５が伸張構成に向かって付勢されていることにより）ばね１２０及びばね１８５によって往復動する又は振動するように構成され得る。例えば、ばね１２０及びばね１８５はそれぞれ、弁部材１８０がばね１２０とばね１８５との間のその自然な状態に戻る際、アクチュエータ及びダンパの両方として動作することができる。
【００３２】
[1085]  シリンダ１０３の長手方向軸線Ｌｃは弁ポケット１３８の長手方向軸線Ｌｐ及び弁部材１６０の長手方向軸線Ｌｖに実質的に垂直であるものとして示されているが、いくつかの実施形態では、シリンダの長手方向軸線は弁ポケットの長手方向軸線及び／又は弁部材の長手方向軸線から９０度以外の角度でずらすことができる。
【００３３】
[1086]  流路１６８及びシリンダ流路１４８は特定の形状を有するものとして図１に示されているが、流路１６８及びシリンダ流路１４８は任意の適切な形状を有することができる。図１は、丸みのある上部を有する流路１６８を示す。図１と同様に整列されると、流路１６８とシリンダ流路１４８は、組み合わされた収束／発散形状を有することができる。いくつかの実施形態では、弁部材１６０が開構成にあるとき、弁流路１６８の少なくとも１つは対応するシリンダ流路１４８に向かって収束することができ、対応するシリンダ流路１４８は弁流路１６８の少なくとも１つに向かって収束し得る。いくつかの実施形態では、弁流路１６８及びシリンダ流路のうちの少なくとも１つは、シリンダヘッド１３２の中心軸線Ｌｃに対して非ゼロ角度で角度を成している中心軸線を有する。いくつかの実施形態では、シリンダ１０３内のピストンが下に引かれているときのシリンダ１０３内部における流体の運動を制御するために、流路１６８及び／又はシリンダ流路１４８は垂直に対して例えば、５、１０又は２０度の角度を成すことができる。いくつかの実施形態では、流路１６８及び／又はシリンダ流路１４８は、垂直に対して例えば、約２０度〜約４０度の角度を成すことができる。いくつかの実施形態では、流路１６８及び／又はシリンダ流路１４８は、垂直に対して例えば、約５度〜約２０度の角度を成すことができる。流路１６８及び／又はシリンダ流路１４８は、流体の流れを、特定の結果を達成するよう制御できるように、最適化された形状及びサイズを有することができる。例えば、空気がシリンダ１０３の片側を下方に流れ、シリンダの底部においてピストンの近傍で回転し始め、その後、燃料効率が向上するように、崩壊し、乱流に変わるように、タンブルが発生し得る。
【００３４】
[1087]  ばね１２２及びばね１８５は、例えばステンレス鋼スプリングワイヤなどの任意の適切な材料から構成することができ、適切な付勢力を生成するように作製することができる。いくつかの実施形態では、しかしながら、シリンダヘッドアセンブリは、あの（that）弁部材１６０が、中央に付勢された平衡構成、開構成、及び閉構成の中で動作し得るようにするための任意の適切な付勢部材を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリは、片持ばね、皿ばね、板ばね等を含むことができる。
【００３５】
[1088]  シリンダヘッド１３２はエンジンブロック１０２に結合された別個の構成要素として示され、記載されているが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッド１３２とエンジンブロック１０２は一体的に作製し、シリンダヘッドガスケット及びシリンダヘッド取付ボルトの必要を排除することができる。いくつかの実施形態では、例えば、エンジンブロック及びシリンダヘッドは１つの金型を用いて鋳造し、その後、シリンダ、弁ポケット等を含むように機械加工され得る。
【００３６】
[1089]  エンジン１００は１つのシリンダを含むものとして示され、記載されているが、いくつかの実施形態では、エンジンは、任意の数のシリンダを任意の配置で含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、エンジンは、任意の数のシリンダを直列配置で含むことができる。他の実施形態では、任意の数のシリンダは、Ｖ型構成、対向型構成、又は星型構成で配置され得る。
【００３７】
[1090]  同様に、エンジン１００は、任意の適切な熱力学的サイクルを用いることができる。このようなエンジンのタイプとしては、例えば、ディーゼルエンジン、火花点火式エンジン、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ：homogeneous charge compression ignition）エンジン、２サイクルエンジン及び／又は４サイクルエンジンが挙げられ得る。更に，エンジン１００は、例えば、マルチポート燃料噴射、シリンダへの直接噴射、キャブレーション等などの任意の好適なタイプの燃料噴射システムを含み得る。
【００３８】
[1091]  シリンダヘッドアセンブリ１３０は単一弁１６０及び単一ガスマニホールド１１０を参照して示し、記載したが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリは複数の弁及びガスマニホールドを含む。例えば、図４は、シリンダヘッドアセンブリ２３０の斜視図を示す。示されるように、シリンダヘッドアセンブリ２３０は４つのシリンダヘッド２３２を含む。各シリンダヘッド２３２は、吸気弁部材２６０Ｉ及び排気弁部材２６０Ｅ（それぞれ図５及び図６の斜視図に示す）を含む。各シリンダヘッド２３２は、図１を参照して上述したシリンダヘッド１３２と構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。例えば、各シリンダヘッド２３２は、２つのソレノイドアセンブリ２８０及び２つのばねアセンブリ２２０（吸気弁部材２６０Ｉ及び排気弁部材２６０Ｅの両方にそれぞれ１つずつ）と関連付けられている。各ソレノイドアセンブリ２８０及びばねアセンブリ２２０は、それぞれソレノイドアセンブリ１８０及びばねアセンブリ１２０と構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。
【００３９】
[1092]  各シリンダヘッド２３２は、吸気弁部材２６０Ｉを内部に配置することができる吸気弁ポケット（図示せず）と、排気弁部材２６０Ｅを内部に配置することができる排気弁ポケット（図示せず）とを含むことができる。各シリンダヘッド２３２は、吸気ポート２３７及び排気ポート２３９を規定し得る。各シリンダヘッド２３２によって規定されるシリンダ流路に対する吸気弁部材２６０Ｉ及び排気弁部材２６０Ｅの位置決めは、ソレノイドアセンブリ１８０及びばねアセンブリ１２０に関して上述したように、ソレノイドアセンブリ２８０及びばねアセンブリ２２０によって制御され得る。例えば、各吸気弁部材２６０Ｉ及び各排気弁部材２６０Ｅの動作は、それぞれが平衡位置、開位置、及び閉位置を有するという点で、上述の弁部材１６０の動作に類似し得る。吸気弁部材２６０Ｉが、吸気弁部材２６０Ｉによって規定される各流路２６８Ｉが対応するシリンダ流路（図示せず）と整列する開位置にあるとき、シリンダヘッドに結合された吸気マニホールド（図示せず）はシリンダヘッドに結合されたシリンダ（図示せず）と流体連通することができ、それによって、充填された空気を吸気マニホールドからシリンダに運ぶことを可能にする。排気弁部材２６０Ｅが、排気弁部材２６０Ｅの各流路２６８Ｅがその対応するシリンダ流路（図示せず）から完全にずれている及び／又は封止されている閉位置にあるとき、各流路２６８Ｅはシリンダ流路（図示せず）から流体的に分離され得る。このように、シリンダは排気マニホールド（図示せず）から流体的に分離され得る。
【００４０】
[1093]  弁部材２６０Ｉ、２６０Ｅがそれらの各々の平衡位置、開位置、及び閉位置の間で移動する際、シリンダヘッドアセンブリ２３０は、各シリンダヘッド２３２内の弁部材２６０Ｉ，２６０Ｅの位置の様々な組み合わせに対応する多くの異なる構成を有することができる。シリンダヘッド２３２の可能な１つの構成は、吸気弁部材２６０Ｉが開位置にあり、排気弁部材２６０Ｅが閉位置にある吸気構成を含む。別の可能な構成は、両方の弁がそれらの閉位置にある燃焼構成を含む。更に別の可能な構成は、吸気弁部材２６０Ｉが閉位置にあり、排気弁部材２６０Ｅが開位置にある排気構成を含む。更に別の可能な構成は、両方の弁がそれらの開位置にあるオーバラップ構成である。
【００４１】
[1094]  吸気弁部材２６０Ｉ及び排気弁部材２６０Ｅは、それぞれ長く細い形状を有する８つの流路を規定するものとして図５及び図６に示されるが、いくつかの実施形態では、弁部材は、任意の適切な形状及びサイズを有する任意の数の流路を規定し得る。各流路２６８Ｉ及び流路２６８Ｅは、他の流路２６８Ｉ及び流路２６８Ｅと同じ形状及び／又はサイズを有する必要はない。むしろ、いくつかの実施形態では、流路のサイズは、弁部材２６０Ｉ及び／又は弁部材２６０Ｅのテーパによって減少し得る。このように、弁部材２６０は、累積流量範囲を最大化することで、より効率的なエンジン動作をもたらすように構成され得る。更に、いくつかの実施形態では、流路２６８の形状及び／又はサイズは、流路２６８Ｉ及び流路２６８Ｅの長手方向軸線に沿って変化させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、流路は、流路２６８Ｉ及び流路２６８Ｅの長手方向軸線に沿って食付き部の面取り又はテーパを有することができる。いくつかの実施形態では、吸気弁部材２６０Ｉの端部又は排気弁部材２６０Ｅの端部近傍の流路２６８Ｉ及び／又は流路２６８Ｅは、吸気弁部材２６０Ｉ又は排気弁部材２６０Ｅの中央の流路２６８Ｉ及び／又は流路２６８Ｅよりも短い長さを有することができる。
【００４２】
[1095]  同様に、各シリンダ流路（図１のシリンダ流路１４８など）は、それぞれ他のシリンダ流路と同じ形状及び／又はサイズを有する必要はない。更に、いくつかの実施形態では、シリンダ流路（例えば、参照番号１４８）の形状及び／又はサイズは、それら各々の長手方向の軸線に沿って変化させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、シリンダ流路は、それらの長手方向の軸線に沿って食付き部の面取り又はテーパを有することができる。いくつかの実施形態では、それぞれ吸気弁部材２６０Ｉの端部又は排気弁部材２６０Ｅの端部近傍の弁流路２６８Ｉ又は弁流路２６８Ｅに対応するシリンダ流路（例えば、参照番号１４８）は、シリンダ流路配置の中央（例えば、ブリッジ部の中央の近傍）のシリンダ流路よりも短い長さを有することができる。
【００４３】
[1096]  いくつかの実施形態では、１つの流路（例えば、シリンダ流路１４８及び／又は弁流路１６８）の長手方向軸線及び／又は中心線は、図１に示すように、別の流路の長手方向軸線に平行である必要はない。付加的に、図１に示すように、いくつかの実施形態では、流路１６８のうちの１つ以上の長手方向軸線Ｌｆは弁部材１６０の長手方向軸線Ｌｖに実質的に垂直とすることができる一方、他の流路１６８の長手方向軸線Ｌｆは弁部材１６０の長手方向軸線Ｌｖから９０度以外の角度で角度的にずらすことができる。
【００４４】
[1097]  弁部材２６０Ｉ及び弁部材２６０Ｅは、任意の適切な材料又は材料の組み合わせから作製することができる。例えば、いくつかの実施形態では、テーパ部分は第１材料から作製することができ、ステム部分は第１材料とは異なる第２材料から作製することができ、封止部分は、それらが別個に形成される程度まで、最初の２つの材料とは異なる第３材料から作製することができる。このように、弁部材の各部はその所期の機能に最も適した材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、封止部分は、例えば非硬化４３０ＦＲステンレス鋼などの比較的軟質のステンレス鋼から作製することができ、そのため封止部分はシリンダヘッドの内部表面と接触すると容易に摩耗する。このように、弁部材を、使用中、連続的に擦り合わせることができ、それによって流体密封を確実とする。いくつかの実施形態では、例えば、テーパ部分は、例えば硬化４４０ステンレス鋼などの高い強度を有する比較的硬質の材料から作製することができる。このような材料は、高温排気ガスへの曝露の繰り返しに起因し得る破損に耐えるために必要な強度及び／又は硬度を提供することができる。いくつかの実施形態では、例えば、１つ又は両方のステム部分は、高い圧縮強度を有するように構成されたセラミック材料から作製することができる。
【００４５】
[1098]  いくつかの実施形態では、弁ポケットを規定する内部表面（図示せず）を含む各シリンダヘッド２３２は例えば鋳鉄などの１つの材料から一体的に作製される。いくつかの一体構造の実施形態において、例えば、流体密封を形成することができるように、弁ポケットを規定する内部表面は、弁部材の封止部分（図示せず）に係合するのに適した表面を提供するように機械加工され得る。他の実施形態では、しかしながら、シリンダヘッドは任意の適切な材料の組み合わせから作製することができる。本明細書でより詳細に記載されるように、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドは、弁ポケット内に配置される１つ以上の弁インサートを含み得る。このように、弁部材の封止部分に接触するように構成された内部表面の部分は、流体密封の提供を促進する材料から及び／又はそのような手法で作製され得る。
【００４６】
[1099]  図７及び図８はそれぞれ、それぞれ第１分解組立構成及び第２分解組立構成にある図４のアセンブリの斜視図である。図７及び図８に示すように、ばね又は復帰アセンブリ２２０はハウジング２２３を含み得る。図７によって示されるように、いくつかの実施形態では、各シリンダヘッド２３２は、まず、シリンダヘッド２３２が吸気弁ポケット及び排気弁ポケット（図示せず）を規定するように組み立てることができる。シリンダヘッド２３２は、組み立てられた構成において、シリンダヘッド２３２がシリンダヘッド２３２の第１側部に吸気アクチュエータアセンブリポート２９２Ｉ及び排気アクチュエータアセンブリポート２９２Ｅを規定し、シリンダヘッド２３２の第２側部に吸気復帰アセンブリポート２９３Ｉ及び排気復帰アセンブリポート２９３Ｅ（図示せず）を規定するように形成され得る。各アクチュエータアセンブリ２８０は、吸気アクチュエータアセンブリポート２９２Ｉ及び排気アクチュエータアセンブリポート２９２Ｅのうちの１つに挿入され得る。吸気弁部材２６０Ｉは、吸気復帰アセンブリポート２９３Ｉを通して吸気弁ポケット内に挿入され得る。排気弁部材２６０Ｅは排気復帰アセンブリポート２９３Ｅを通して排気弁ポケット内に挿入され得る。各復帰アセンブリ２２０は、その後、吸気復帰アセンブリポート２９３Ｉ及び排気復帰アセンブリポート２９３Ｅのうちの１つに挿入され得る。
【００４７】
[1100]  図４８は、シリンダヘッド３４３０及び弁部材３４６０の断面図である。シリンダヘッド３４３０及び弁部材３４６０は、それぞれ、本明細書に記載されるシリンダヘッド又は弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。例えば、シリンダヘッド３４３０はシリンダブリッジ３４９４を含む。シリンダブリッジ３４９４は、いくつかの流路３４４８を規定するいくつかの封止部分３４５５を含む。弁部材３４６０は弁ブリッジ３４６２を含む。弁ブリッジ３４６２は、いくつかの流路３４６８を規定するいくつかの封止部分３４７２を含む。
【００４８】
[1101]  図４８において、弁部材３４６０は、シリンダヘッド３４３０内において中立の、中央付勢中間位置に示されている。換言すると、弁部材３４６０は、部分的に、完全閉位置と完全開位置との間にある位置に示されている。弁部材３４６０は、弁部材３４６０の第１側部のアクチュエータアセンブリ（図示せず）がソレノイドアセンブリによって力を印加せずばねによって弁部材３４６０の第１側部に力を与え、復帰アセンブリ（図示せず）がばねによって弁部材３４６０の第２側部に力を印加しているときに、示される中央付勢構成に向かって付勢され得る。いくつかの実施形態では、弁部材３４６０が中立の、中央付勢位置にあるとき、排気ポート３４３９と燃焼室３４０９は流体連通することができる。いくつかの実施形態では、中央付勢位置において、弁部材３４６０は排気ポート３４３９を燃焼室３４０９から部分的に又は完全に封止することができるが、弁部材３４６０は、弁部材３４６０の完全閉位置に対して長手方向に並進した位置にある（例えば、封止は、中央付勢位置においてより弱くてもよい）。いくつかの実施形態では、弁部材３４６０の中央付勢位置において、封止部材３４７２の縁部は封止部材３４５５の縁部と整列することができる。いくつかの実施形態では、弁部材３４６０が中央付勢位置にあるとき、封止部材３４７２の縁部は封止部材３４５５の縁部からずらすことができる。
【００４９】
[1102]  図４８に示すように、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドはいくつかの冷却路３４５１を含むことができる。冷却路３４５１は、例えば封止部材３４５５内に延び得る。冷却路３４５１は、冷却剤が弁部材３４６０の封止部材３４５５内を流れ、弁部材３４６０を冷却することができるように、冷却剤供給源と流体連通することができる。図４８は封止部材３４５５のうちの２つに延びる冷却路３４５１を示すが、いくつかの実施形態では冷却路３４５１は、弁部材３４６０の任意の部分、及び例えば１つ又は全ての封止部材３４５５などの、任意の数の封止部材３４５５によって規定され得る。
【００５０】
[1103]  図９は、一実施形態による、シリンダヘッドアセンブリ３３０を含むエンジン３００の一部分の斜視図である。シリンダヘッドアセンブリ３３０は、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。例えば、シリンダヘッドアセンブリ３３０は、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得るシリンダヘッド３３２を含む。加えて、作動アセンブリ３８０Ｉ及び作動アセンブリ３８０Ｅがそれぞれ吸気弁部材ポケット（図示せず）及び排気弁部材ポケット（図示せず）内に配置された吸気弁部材（図示せず）及び排気弁部材（図示せず）に動作的に結合され得るように、作動アセンブリ３８０Ｉ及び作動アセンブリ３８０Ｅ（例えば、ソレノイドアセンブリ）はシリンダヘッド３３２に結合され得る。作動アセンブリ３８０Ｉ及び作動アセンブリ３８０Ｅは、本明細書に記載される任意の作動アセンブリ又はソレノイドアセンブリと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。加えて、復帰アセンブリ３２０が吸気弁部材及び排気弁部材に動作的に結合されるように、復帰アセンブリ３２０（例えば、ばねアセンブリ）はシリンダヘッド３３２に結合され得る。復帰アセンブリ３２０は、本明細書に記載される復帰アセンブリ又はばねアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。加えて、吸気ダクト３１０Ｉが吸気ポート（図示せず）、従って、吸気弁部材の流路と流体連通するように、及び排気ダクト３１０Ｅが排気ポート（図示せず）、従って、排気弁部材の流路と流体連通するように、吸気ダクト３１０Ｉ及び排気ダクト３１０Ｅがシリンダヘッド３３２に結合されている。
【００５１】
[1104]  図１０は、一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリ４３０の斜視図である。シリンダヘッドアセンブリ４３０は、図４〜図８に関して上述したシリンダヘッドアセンブリ２３０と構造及び機能が同じであり得る及び／又は類似し得る。例えば、シリンダヘッドアセンブリ４３０は４つのシリンダヘッド４３２を含む。図１０において、各シリンダヘッド４３２の内部構成要素を見ることができるようにシリンダヘッドアセンブリ４３０の各シリンダヘッド４３２の外壁は透明で示される。図１０に示すように、流体インジェクタ及び／又はスパークプラグがシリンダヘッド４３２の下の燃焼室にアクセスすることができるように、流体インジェクタ及び／又はスパークプラグは、各シリンダヘッド４３２の中央に配置され得る。
【００５２】
[1105]  図１１は、一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリ５３０の斜視図である。シリンダヘッドアセンブリ５３０は、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得るシリンダヘッド５３２を含む。加えて、作動アセンブリ５８０Ｉ及び作動アセンブリ５８０Ｅが、それぞれ吸気弁部材ポケット（シリンダヘッド５３２の一部分の切開により示される）及び排気弁部材ポケット（図示せず）内に配置された吸気弁部材５６０Ｉ及び排気弁部材（図示せず）に動作的に結合され得るように、作動アセンブリ５８０Ｉ及び作動アセンブリ５８０Ｅ（例えば、ソレノイドアセンブリ）はシリンダヘッド５３２に結合されている。作動アセンブリ５８０Ｉ及び作動アセンブリ５８０Ｅは、本明細書に記載される任意の作動アセンブリ又はソレノイドアセンブリと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。加えて、復帰アセンブリ５２０が吸気弁部材及び排気弁部材に動作的に結合されるように、復帰アセンブリ５２０（例えば、ばねアセンブリ）はシリンダヘッド５３２に結合されている。復帰アセンブリ５２０は、本明細書に記載される復帰アセンブリ又はばねアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。
【００５３】
[1106]  図１２は、一実施形態によるシリンダヘッドアセンブリ６３０の斜視図である。シリンダヘッドアセンブリ６３０は、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得るシリンダヘッド６３２を含む。加えて、作動アセンブリ６８０Ｉ及び作動アセンブリ６８０Ｅが、それぞれ吸気弁部材ポケット（シリンダヘッド６３２の一部分の切開により示される）及び排気弁部材ポケット（図示せず）内に配置された吸気弁部材６６０Ｉ及び排気弁部材（図示せず）に動作的に結合され得るように、作動アセンブリ６８０Ｉ及び作動アセンブリ６８０Ｅ（例えば、ソレノイドアセンブリ）はシリンダヘッド６３２に結合されている。作動アセンブリ６８０Ｉ及び作動アセンブリ６８０Ｅは、本明細書に記載される任意の作動アセンブリ又はソレノイドアセンブリと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。加えて、復帰アセンブリ６２０が吸気弁部材及び排気弁部材に動作的に結合されるように、復帰アセンブリ６２０（例えば、ばねアセンブリ）はシリンダヘッド６３２に結合されている。復帰アセンブリ６２０は、本明細書に記載される復帰アセンブリ又はばねアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。吸気マニホールドが吸気ポート６３７に流体的に結合されており、排気マニホールドが排気ポート６３９に流体的に結合されているとき、吸気マニホールドが吸気弁部材６６０Ｉの流路と流体連通し、排気マニホールドが排気弁部材の流路と流体連通するように、シリンダヘッド６３２は、また、吸気ポート６３７及び排気ポート６３９を規定する。
【００５４】
[1107]  いくつかの実施形態では、弁部材の流路（即ち、弁ブリッジ）を規定する、本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの弁部材の流路部、及びシリンダ流路（即ち、シリンダブリッジ）を規定する、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどのシリンダヘッドの一部は、動作温度及び圧力範囲にわたる歪み及び応力が減少するように設計、成形、及び形成され得る。例えば、弁ブリッジ及びシリンダブリッジは、現代の燃焼機関で使用される際に歪み及び応力が減少するように成形及び形成され得る。
【００５５】
[1108]  いくつかの実施形態では、制御された及び所望の状態で応力がブリッジを変形させるように、ブリッジはＳ字形及び／又はＺ字形とすることができる。例えば、シリンダブリッジ及び／又は弁ブリッジ内の流路は、シリンダブリッジ又は弁ブリッジの封止部分がそれぞれ、Ｓ字形又はＺ字形を有するように配置され、そのような大きさにされ得る。いくつかの実施形態では、弁ブリッジの外部形状又は周縁部はＳ字形又はＺ字形を有することができる。いくつかの実施形態では、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジの幅に対する高さの比率は、１より大きくすることができる。いくつかの実施形態では、高い応力を引き起こすことなくブリッジの拡張及び変形を可能にするために、シリンダヘッドの剛性を低減することができる。いくつかの実施形態では、自由に拡張する燃焼リング又はインサートを含むことができる。自由に拡張する燃焼リング又はインサートは、主要シリンダヘッドに荷重を伝達しないように構成することができ、熱負荷及び機械負荷によりもたらされる制御された変形を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、シリンダのピーク圧力に対応するように構成され得る。例えば、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジが厚い中央及び薄い端部を有することができるように、ブリッジの輪郭による応力最適化を含むことができる。
【００５６】
[1109]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどのシリンダヘッドは、１つの材料から製造され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどのシリンダヘッドは２つ以上の材料から製造され得る。例えば、材料の１つは高強度の材料とすることができ、高強度の材料は内部（例えば、骨格）又は外部（例えば、外骨格）骨組を提供する及び／又は熱負荷及び機械負荷に適応することができる。
【００５７】
[1110]  いくつかの実施形態では、弁は、コンパクト黒鉛鋳鉄（ＣＧＩ：compacted graphite iron casting）として製造され得る。いくつかの実施形態では、製造中の鋳造品の冷却は、高応力領域における強度を向上させるように制御され得る。冷却の速度は、鋳造品の微細構造、更には、導電率、強度及びその他の性質などの物性に影響し得る。
【００５８】
[1111]  いくつかの実施形態では、弁部材及びシリンダヘッドは、動作温度及び圧力範囲にわたって適切な動作を可能にするための所望の物理的特性を実現するように選択された材料から形成され得る。加えて、弁部材及びシリンダヘッドは、所望の性能特性を低コストで実現する材料から形成され得る。例えば、弁部材及びシリンダヘッドはコンパクト黒鉛鋳鉄から形成され得る。いくつかの実施形態では、弁部材及びシリンダヘッドは、例えば、セラミック材料及び／又は３Ｄ印刷された材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、弁部材及びシリンダは、４５０Ｃを超える温度まで安定した機械的特性を維持することができ、構成要素の動作温度を維持することができるように高熱伝導率を有する任意の材料から形成され得る。
【００５９】
[1112]  いくつかの実施形態では、エンジンの動作範囲にわたって、弁部材及びシリンダヘッドを、弁部材及びシリンダヘッドの適切な動作温度に冷却するための方法が使用され得る。いくつかの実施形態では、弁部材は、弁部材の上部側に、燃焼熱負荷から離れたシリンダヘッドの冷たい部分に熱を伝達するための増加した表面積を有することができる。例えば、封止部分の上部側を含む頂面は、頂面が熱伝達のためにより広い表面積を有するように、凹形状を有し得る。この例は、弁部材３３６０の斜視図である図４７に見ることができる。弁部材３３６０は、本明細書に記載される弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。弁部材３３６０は流路部３３６２を含む。示されるように、流路部３３６２は、第１上壁３３９８及び第２テーパした上壁３３９７によって囲まれている。流路部３３６２はいくつかの封止部分３３７２を含み、いくつかの流路３３６８を規定する。封止部分３３７２の端部部分を含む流路部３３６２の縁部が第１上壁３３９８及び／又は第２テーパした上壁３３９７の縁部に向かって上方に湾曲するように、流路部３３６２の頂面は凹状である。従って、弁部材３３６０は、熱伝達のための増加した上面領域を有することができる。
【００６０】
[1113]  いくつかの実施形態では、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジ内に冷却路を規定し得る。例えば、冷却路は、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジの３Ｄ印刷プロセス中に規定され得る。いくつかの実施形態では、弁部材、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、ナトリウムを含むことができる（例えば、充填することができる）。いくつかの実施形態では、弁部材、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、弁部材、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジから離れる方に熱を案内するような形状の冷却チャネルを規定し得る。いくつかの実施形態では、ヘッドは、シリンダブロック内で通常の動作温度が依然として与えられる一方で冷却剤からより低い温度が与えられるように、シリンダブロックから独立して冷却され得る。例えば、冷却剤ラインは冷却剤ポンプからシリンダヘッドに直接延びることができる。いくつかの実施形態では、専用の冷却回路をシリンダヘッドに結合することができる。いくつかの実施形態では、ガスから弁及びシリンダヘッドへの熱伝導を制限するために遮熱コーティングを使用することができる。いくつかの実施形態では、水冷式排気マニホールドが含まれ得る。例えば、水冷式排気マニホールドは３Ｄ印刷され得る。
【００６１】
[1114]  いくつかの実施形態では、弁部材及び／又はシリンダブリッジに銅製熱導管を埋め込むことができる。いくつかの実施形態では、銅製熱導管は、内蔵された多孔質の吸上特徴部を備えて形成（例えば、印刷）され得る。いくつかの実施形態では、弁及び／又はヘッドのＣＧＩ鋳造品の製造中、鋳造品の冷却は、限界熱伝達路に沿って導電率を向上させるように制御され得る。いくつかの実施形態では、３Ｄ印刷された構造体は、熱伝達を従来の冷却チャネルと比較して向上させるために、弁部材、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジ内に規定された冷却チャネルに組み込むことができる。３Ｄ印刷された構造体によって、冷却チャネルが、増加した表面積を有することができる。いくつかの実施形態では、３Ｄ印刷された構造体は、ウェブ、マトリックス、ハニカム、マイクロフィン、足場及び／又はマイクロチャネルとして形成され得る。いくつかの実施形態では、冷却チャネルは、３Ｄ印刷を使用して最大熱伝達係数に最適化され得る。例えば、表面粗さは、所与のポンプ圧力のために流れを増加するように最適化され得る。他の実施形態では、流路の内壁に（例えば、３Ｄ印刷又は成形により）結合された構造体により層流になる傾向があり得る乱流を流路内に戦略的に導入することができる。
【００６２】
[1115]  いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリは、エンジンの動作範囲及び寿命にわたってシリンダヘッド内の可動構成要素の摩擦を低減し、安定させるように設計され得る。例えば、シリンダヘッドアセンブリは、システム内の可動構成要素の摩擦を低減する一方で、高温で動作可能な非潤滑システムをなお可能にするための特徴を含むことができる。いくつかの実施形態では、摩擦接触領域、及びそれにより生じる熱伝達を低減することができる。いくつかの実施形態では、コーティングを可動構成要素に適用し、複合軸受材料が目的とする動作寿命目標を達成することを可能にできる。いくつかの実施形態では、弁部材の側部がシリンダヘッドに接触しない（接触は、制御されない摩擦負荷を引き起こす）ように、弁部材とその対応する弁ポケットとの間に十分な公差があるように、弁部材はその対応する弁ポケットに相対的な形状及びサイズにされ得る。いくつかの実施形態では、拘束又はミスアライメントによる力を低減するために自己整列ガイドが含まれ得る。いくつかの実施形態では、動作角度（即ち、作用線）は、弁部材を上昇させ、接触領域の大半が排除されるように調整することができる。
【００６３】
[1116]  弁部材をシリンダヘッドに対する所定の位置に（例えば、閉構成に）保持するのに必要なくさび力によって、弁部材は、シリンダヘッドとのくさび係合を解除する運動を開始するのに大きな力を必要とする場合がある。いくつかの実施形態では、この運動を開始するためにスライドハンマーが使用され得る。いくつかの実施形態では、エンジンの動作範囲及び寿命にわたって、スライドハンマーの衝撃力による応力を低減することができる。例えば、いくつかの実施形態では、高い衝撃荷重に耐え、弁上のより広い領域に力を分散させ、応力を低減するために接触ボタンが含まれ得る。接触ボタンは、弁部材の各弁ステム上及び／又は内に配置され得る。いくつかの実施形態では、接触ボタンはプラグ（例えば、第１プラグ１７８）と同一であり得る。いくつかの実施形態では、接触ボタンはプラグとは別に加えることができる。いくつかの実施形態では、弁部材の中央に、弁部材内の荷重を分散させるための補強材が含まれ得る。いくつかの実施形態では、弁部材の側部に延び、弁部材のより頑丈な側部へと、ブリッジから離れる方に荷重を導くための指部又はリブが（例えば弁の鋳造中に）含まれ得る。
【００６４】
[1117]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの弁部材は複数の材料を用いて製造することができる。例えば、高強度の材料を使用し、弁部材の形態又は機能に影響することなくスライドハンマーの荷重に適応するような内部（例えば、骨格）又は外部（例えば、外骨格）骨組を提供することができる。いくつかの実施形態では、弁部材に対して過度の衝撃力を導入せずに、スライドハンマーの荷重によって弁部材を解放することができるように、調節可能なばねが接触ボタンに内に含まれ得る。
【００６５】
[1118]  いくつかの実施形態では、エンジンの動作範囲及び寿命にわたって、燃焼目的のためにシリンダ内の空気の運動を制御することにより体積効率を向上させることができる。いくつかの実施形態では、吸気弁スロット（例えば、図１の弁部材１６０の流路１６８）の角度はシリンダのボアと整列し、高タンブル状況を発生させることができる。いくつかの実施形態では、吸気弁スロットは、平行から離れる方に角度を成し、スワールとタンブルの所望の組み合わせを発生させることができる。図１３Ａ及び図１３Ｂは、吸気弁部材７６０Ｉ及び排気弁部材７６０Ｅを示す。吸気弁部材７６０Ｉは、２０度の角度で規定された吸気弁通路７６８Ｉ（吸気弁スロットとも称される）を規定する。数値流体力学（ＣＦＤ）ソフトウェアでシミュレートすると、２０度の角度は体積効率のわずかな減少しか生じさせず、１００％を超える体積効率がなお維持される。吸気弁スロットの角度は、エンジンの動作条件にわたって変化する空気速度を利用し、シリンダ内において異なる空気の運動特性を生じさせるように設計され得る。加えて、弁ブリッジ及び／又はシリンダブリッジは、スロット体積内のエネルギーを放散することなく運動エネルギーへのスワールの変換及びタンブルの変換を管理するように（例えば、吸気弁通路及び／又はシリンダブリッジ内の弁通路の傾斜によって）構造化され得る。いくつかの実施形態では、吸気弁スロット又は流路は、任意の適切な形状又はサイズを有することができる。例えば、図４４Ａ及び図４４Ｂは、２つの可能な流路断面形状を示す。
【００６６】
[1119]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの弁部材は、エンジンの動作範囲及び寿命にわたって、シリンダに出入りする空気の流れを向上させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、弁部材構造は、従来のポペット弁に比べて流量範囲の減少をもたらし、非常に高い排出係数につながるいくつかの設計特徴の組み込みを可能にする。結果として生じるシリンダへの有効流量は非常に類似している。いくつかの実施形態では、収束又は発散形状が流路又はスロット内に規定され得る（例えば、図３５Ｂを参照）。いくつかの実施形態では、乱流を発生させ、流れが壁との接触を維持するために、トリッピング特徴部又はリップが付加され得る。いくつかの実施形態では、インレットマニホールド及び排気マニホールドの流量範囲は、パッケージングを向上させ、流れが付着した状態を維持する能力を考慮するように低減することができる。
【００６７】
[1120]  いくつかの実施形態では、弁部材及びシリンダヘッドの建築上の形状は、エンジンの動作範囲及び寿命にわたって性能及びパッケージングを最適化するように構成され得る。本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの弁部材は、所期の設計の主なニーズに応じて多くの異なる構成でパッケージングされ得る。この柔軟性によって、客の性能要件及びパッケージング要件を満たす非常に融通の利く、固有の性能を可能とする。例えば、弁部材は、直交流設計、非直交流設計、縦流、ログマニホールド、ブーツヒール弁パッケージング（boot−heel valve packaging）、様々な弁座角度（楔角）、取り外し可能な弁座、再加工のためのヘッド面再仕上げ（resurfacing）、排気ヘッダの隣のＧＤＩ（gasoline direct injection：ガソリン直噴）インジェクタのパッケージングにおける考慮点、並びに／又はＧＤＩの噴射角度及びスパークプラグ相互作用を含むことができる。
【００６８】
[1121]  いくつかの実施形態では、システムは、中央付勢式ばね復帰アクチュエータで制御されるエンジン弁システムを含む。システムは、パッケージング、摩擦、アライメントの課題及びコストを最小にする。図１４は、設計において、ラッシュ特徴部を保持しつつ、弁部材１７６０の先端側に２つのアクチュエータ（例えば、それぞれ開及び閉保持型ソレノイド１７８２及び１７８６の両方）及び復帰ばね１７５９を配置するシリンダヘッドアセンブリ１７３０を含むシステムを示す。組み合わされたアクチュエータは、別個のアクチュエータよりもむしろ１つの電機子１７８７を含む。図１４に示すように、第２ばね１７２２は弁部材１７６０の反対側に位置する。ラッシュ領域１７６４は、任意のラッシュゾーンと案内分離位置を併せ持つ。アクチュエータの電機子１７８７は弁の案内とは別に機械的に案内される。ばね位置により、開及び閉サイクルの全体を通して電機子１７８７と弁部材１７６０を一緒に維持する。換言すると、図１４に示すように、ばね１７５９及びばね１７２２は中央に付勢され、２つの本体（即ち、弁部材１７６０及び力印加部材１７８４）を、弁座上を除いては、接触状態に維持する。この構成の開ばねは、ラッシュ間隙が閉塞される前に高い速度を与え、必要な間隙を減少させる。この設計は、より簡単な作動アクセス封止にも寄与する。ばね１７５９及びばね１７２２は、変位の終了時に適切な力を有するような大きさにすることができ、典型的な弁の跳ね返りを制御する。アライメントに関しては、システムは、アクチュエータと弁運動の中心線及び案内を明確に分離している。１つのみの電機子１７８７を含むことで、システムの質量及び接続の数を低減する。ラッシュ１７６４をゼロに調整すると、システムは中央に付勢され、低摩擦接続がある。システムは、電機子上に簡単な弁シールを含む。スライドハンマーは容易に調整することができる。加えて、スライドハンマーは弁部材に直接作用することができる。衝撃は、弁の重心を通るように向けられ得る。
【００６９】
[1122]  いくつかの実施形態では、エンジン始動又は停止過渡期の間、騒音、振動、及びハーシュネス（ＮＶＨ：noise、Vibration、Harshness）を向上させるために、特定の吸気及び／又は排気弁タイミングの使用によって圧縮パルスを低減又は排除することができる。これは、燃費の向上のために用いられる単純な始動／停止システムを含む自動車のハイブリッドパワートレインに共通する問題である。本明細書に記載されるシステムは、動的タイミングの観点及び弁とピストンのクリアランスの観点の両方から、ピストン／クランクシャフト位置に対して完全に分離された弁イベントを可能にし、機能戦略をサイクル毎及びシリンダ毎に変化させることができる。従って、様々な戦略において、吸気弁タイミング及び排気弁タイミングのいずれか／両方は、シリンダ圧縮及びその付帯的なエンジン動的運動を無効にするように調整することができる。１つの戦略実施形態は、圧縮行程時に、シリンダに通常引き込まれる吸気チャージが吸気マニホールドに戻り、その後、「パワー」行程時に排気弁を開き、同様に排気ガスを再循環させる。この戦略の変更形態及び置換形態は、排出、エンジン構成、雑音、及びその他の要素に応じて多数ある。典型的なエンジンは動的ハイブリッドで始動する、又は始動／停止運転操作は緊急的に速いか透過的に抑制されるかのいずれかであり得る。本明細書に記載されるシステムは、通常の弁タイミングに戻り、燃焼が再開する前にエンジンが最適な目標速度に到達する一方で、エンジン圧縮イベントの数の範囲を抑制することを可能にすることによって、いずれのタイプの始動も容易にする。エンジン停止は、通常の圧縮又は圧縮開放のないスピンダウン（compression release free spin down）の組み合わせであり得る。
【００７０】
[1123]  いくつかの実施形態では、ガソリンエンジン始動時、過渡的な燃焼パワーは、スロットルレス完全フレキシブル吸気弁制御を使用して管理され得る。これは、燃費の向上のために用いられる単純な始動／停止システムを含む自動車のハイブリッドパワートレインに共通する問題である。従来のスロットル式ガソリンハイブリッド及び始動／停止自動車用パワートレインは、多くの場合、１回転未満のクランクシャフト運動によってエンジンを再始動する。最初の点火シリンダチャージはほぼ大気圧であってもよく、大きな燃焼パワーパルスがもたらされる。これは、スロットルを下回る吸気マニホールド容積を全てのシリンダが共有していることによる。次の点火シリンダは、吸気マニホールドが排気されると段階的に減少するパワーパルスを有する。本明細書に記載されるシステムは、完全にフレキシブルな吸気及び排気弁タイミング／流れを可能にし、機能戦略をサイクル毎及びシリンダ毎に変化させることができる。この制御方法は、第１実施可能な燃焼シリンダ及び次のシリンダに、シリンダに取り付けられた弁部材により低下したパワーを有するように命令する。要求されるパワーレベルを供給するために、弁タイミングを使用する多くのスロットルレス制御戦略が実行され得る。通常のエンジンパワーへの復帰は、ドライバ及び全体的な車両の所望の応答特性に応じて予め規定された遷移プロファイルであり得る。従って、本明細書に記載されるシステムは、車両の操縦性向上のために、滑らかな、繰り返し可能なエンジン始動を提供することができる。
【００７１】
[1124]  いくつかの実施形態では、ソレノイド作動式空気弁（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）の開ループ制御を使用して、所望の弁運動、タイミング、速度及びエンジン性能を実現することができる。所望の弁タイミング、弁運動、速度、電力消費及び／又は特定のエンジン性能を実現するためのソレノイド作動式空気弁の開ループ制御は、ここではキッカーパルス及びキャッチャーパルスと呼ばれるソレノイド電流波形のタイミング及び形状の制御によって。これら開ループアルゴリズムは、キッカー及びキャッチャーパルス波形、タイミング、カウント等を決定するための固定の事前較正されたマップなどの特徴を含み得る。これら開ループアルゴリズムは、この事前較正されるテーブルに索引付けするために、速度、温度、負荷、加速ペダル位置等などのこのようなエンジン動作パラメータを用いてもよい。
【００７２】
[1125]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）ソレノイド作動式空気弁を制御するためのキック及びキャッチ閉ループ制御アルゴリズムの実施を用いて、所望の弁運動、タイミング、速度及びエンジン性能を実現することができる。ソレノイド作動式空気弁の制御において、複数の制御アルゴリズムを用い、ここではキッカーパルス及びキャッチャーパルスと呼ばれるソレノイド電流波形のタイミング及び形状を制御することによって、所望の弁タイミング、弁運動、速度及び／又は特定のエンジン性能を実現することができる。これらの制御手法のいくつかとしては、弁の所望の開タイミング及び閉タイミングを達成するように電流のオンオフタイミングを調整する、電力消費を低減するためにキッカーパルスピーク電流レベル及び作用角を調整する、並びにキャッチャーパルスピークレベル及び作用角低減を調整する（例えば、低減する）、移動時間を低減するためにキッカー及び／又はキャッチャーを調整する、衝突速度及びリンギング／オーバシュートを低減するためにキャッチャーパルスピークレベル及び作用角を調整する、弁行程中、所望の弁速度を達成するためにキッカーパルス特性を制御する、その後、着座速度を設定するためにキャッチャーパルスを制御する、エネルギー消費量、状態空間又は最適制御を向上させて、内部外部ループ、内部遊び、遅い及び速いループ速度に対処し、複数の制御ループ相互作用を低減するためにアルゴリズムを最適化する、及び／又は例えば、弁行程における、弁がガス抜きを開始及び停止するポイントをタイミング制御するための、弁行程における固定タイミングポイントの使用が挙げられる。
【００７３】
[1126]  いくつかの実施形態では、ソレノイド作動式空気弁（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）閉ループ制御を使用して、所望の弁運動、タイミング、速度及びエンジン性能を実現することができる。所望の弁タイミング、弁運動、速度及び／又は特定のエンジン性能を実現するためのソレノイド作動式空気弁の閉ループ制御は、ここではキッカーパルス及びキャッチャーパルスと呼ばれるソレノイド電流波形のタイミング及び形状の制御によって達成され得る。これら制御アルゴリズムは、弁位置に対するアナログセンサ又はリミットセンサなどの標準的な直接センシング法、又はフィードバック目的のシリンダ圧力、逆起電力、有効コイル及び非有効コイルの誘導電流、ノックセンサ等のようなより間接的なセンシング法を利用してもよい。これら制御アルゴリズムは、ＰＩＤ、フィードフォワード、動的計画法、ニューラルネットワーク、ファジー論理、適応、モデル規範型適応、ｈ無限大、スライディングモード、利得スケジューリング、カルマンフィルタ、オブザーバ及び／又はエスティメータなどの複数の制御手法を含み得る。
【００７４】
[1127]  いくつかの実施形態では、シリンダヘッドの平坦テーパ状弁ポケット／弁座の封止表面が規定され得る。これは、平坦テーパを使用した封止時に弁にゼロクリアランスを実現させる表面を呼び出す。いくつかの実施形態では、封止表面は、チャンバブリッジ並びに弁の上部及び出口ブリッジを用いて規定され得る。これらは、動作中、部品から熱を除去するための冷却接触面としても機能する。
【００７５】
[1128]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリは試験可能モジュールであり得る。
【００７６】
[1129]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリはオイルレスモジュールであり得る。図１５に、エンジン１８００内の例示的なシリンダヘッドアセンブリ１８３０が示される。図１５に示すように、本明細書に記載される弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る、シリンダボアに垂直な運動を有する弁部材１８６０の設計では、弁ガイド及び作動デバイスを排気ガスの流路の外に配置している。これにより、構成要素をより低温に冷却することを可能にし、非潤滑低摩擦ブッシュ材料の使用を可能にする。線形動作法（linear action method）は、摺動構成要素間の摩擦及び摩耗を低減するための流体力学的潤滑及び／又はオイルを必要とする回転構成要素（カムシャフトなど）及び滑り摩耗領域（弁境界面に対するロッカなど）の必要を排除する。
【００７７】
[1130]  いくつかの実施形態では、弁部材の中央付勢電磁作動は、消費電力を低減し、弁の開閉両方において着座速度を低下させることができる。アクチュエータの構造は、任意選択的に、電機子と弁との間にラッシュ距離（即ち、スライドハンマー間隙）を含むことができる。いくつかの実施形態では、図１６の例示的なシリンダヘッドアセンブリ１９３０に示すように、アクチュエータの構造は、押して開くばねの復帰を含むことができる。このような実施形態では、開コイル１９８２及び閉コイル１９８６の両方は電機子１９８７上に位置している。開ばね１９５９は電機子上にあり、閉ばね１９２２は弁の反対側の、「押して閉じるシャフト」１９８９上にある。両コイルを電機子上に配置することで、ラッシュ距離１９６４の実装が可能になり、閉位置にあるときに電機子１９８７が弁部材１９６０から離れる方に引かれ、次の弁開口イベントを開始するための衝撃力を与えることができる。弁に対する原動力が別個の部品によって与えられるため、アライメントの懸念が緩和される。
【００７８】
[1131]  いくつかの実施形態では、図１７の例示的なシリンダアセンブリ２０３０に示すように、アクチュエータの構造は、開コイル２０８２のみが電機子２０６９上にあるように、内蔵されたスライドハンマー２０７０を備えるプッシュプル部２０６５を含むことができる。このような実施形態では、弁部材２０６０は、弁体２０６０に直接作用する開ばね２０５９及び閉ばね２０２２によって中央に配置されている。閉電機子２０８７もまた弁体上にある。閉コイル２０８６は、弁部材２０６０に直接接続された電機子２０８７上にある。開コイル２０８２は電機子２０６９上にあり、電機子２０６９の形状は、スライドハンマー効果を与えるための組込みラッシュを有する。電機子２０６９は、また、弁イベント間に電機子２０６９を正確な位置に移動させるための小さな付勢ばね２０６６を有する。全ての原動力（コイル及びばね）は、弁部材２０６０の一方の側にあり、パッケージングの観点から有利である。
【００７９】
[1132]  いくつかの実施形態では、図１８の例示的なシリンダアセンブリ２１３０に示すように、アクチュエータの構造は、内蔵されたスライドハンマー２１７０を備え、全てのばね／コイルが電機子２１６９上にあるプッシュプル部２１６５を含むことができる。このような実施形態では、アセンブリ２１３０の基本的な形状は、全てのばね及びコイルが電機子２１６９上にあることを除いては図１７のアセンブリ２０３０と同じである。即ち、開及び閉コイル２１８２及び２１８６それぞれ、並びに開及び閉ばね２１５９及び２１２２それぞれは電機子２１６９上にある。電機子２１６９は、弁部材２１６０に直接接続された電機子２１８７を介して全ての力を弁２１６０に与える。電機子２１６９は、図１８に示すような組込みラッシュを有するような形状である。従って、ばねの調心は電機子２１６９によって行われる。
【００８０】
[1133]  いくつかの実施形態では、図１９の例示的なシリンダアセンブリ２２３０に示すように、アクチュエータの構造は、内蔵されたスライドハンマー２２７０を備えるプッシュプル部２２６５を含むことができ、開及び閉コイル２２８２及び２２８６の両方はそれぞれ、電機子２２６９上にある。しかしながら、１つのばね、例えば、開ばね２２５９は弁部材２２６０上にあり、１つのばね、例えば、閉ばね２２２２は電機子２２６９上にある。この概念は、開ばね２２５９が電機子２２６９よりもむしろ弁体２２６０上にあることを除いては、図１８に示されるシリンダアセンブリ２１３０の構造のものと非常に似ている。ばねの調心は、従って、２つの部品、弁２２６０と電機子２２６９との間で分割されている。
【００８１】
[1134]  いくつかの実施形態では、図２０に示される例示的なシリンダアセンブリ２３３０と同様に、アクチュエータの構造は、ばねが内側にあり、スライドハンマー２３７０を備えるプッシュプッシュ部２３６５を含むことができる。この概念は、弁２３６０の両側に、弁２３６０を押すための２つの電機子２３８８及び２３８９を用いる。右側の電機子２３８９は閉ばね２３２２及び開コイル２３８２を有する。左側の電機子は２つの部品２３８８Ａと２３８８Ｂとに分割される。弁２３６０に接触する部品２３８８Ａは開ばね２３５９を有し、部品２３８８Ｂは、閉コイル２３８６と、弁２３６０が弁イベント間に正確な位置にリセットするように小さな付勢ばね２３６６と、を有する。弁２３６０は、従って、弁に常に接触している２つの電機子上の閉ばね及び開ばねにより中央に配置される。
【００８２】
[1135]  いくつかの実施形態では、図２１の例示的なアセンブリ２４３０に示すように、アクチュエータの構造は、スライドハンマーのないプッシュプル部２４６５を含むことができる。いくつかの実施形態では、ラッシュ、即ちスライドハンマー間隙は必要ない場合がある。この構造は１つの運動体を有する。両ばね２４２２及び２４５９と両コイル２４８２及び２４８６とを備える電機子２４８７は、弁２４６０に強固に固定されている。
【００８３】
[1136]  いくつかの実施形態では、図２２の例示的なアセンブリ２５３０に示すように、アクチュエータの構造は、スライドハンマーのないプッシュプッシュ部２５６５を含むことができる。いくつかの実施形態では、ラッシュ、即ちスライドハンマー間隙は必要ない場合がある。この構造は、２つの電機子２５８７及び２５８９を弁２５６０の両側に１つずつ用い、電機子はそれぞれコイル及びばねを備える。例えば、電機子２５８７は閉ばね２５２２及び開コイル２５８２を有する及び／又は電機子２５８７は開ばね２５５９及び閉コイル２５８６を有する。電機子と弁との間にラッシュはないため、３つの本体は常に接触したままであり、従って、共に中央に配置されている。
【００８４】
[1137]  いくつかの実施形態では、アクチュエータ間隙の形状は、システムの良好な力出力、消費電力及び制御性を提供するように最適化され得る。例えば、図２３のシリンダアセンブリ２６３０に示すように、単一間隙形状が実装され得る。このアクチュエータ形状では、電磁力を発生させるために、電機子２６８７と地金２６９１との間に単一の力生成間隙を用いる。この設計の主な利点は、間隙が大きくなると力が大きくなることである。図２３は軸対称な断面を示す。
【００８５】
[1138]  いくつかの実施形態では、図２４に示すように、２重間隙形状が実装され得る。図２４の例示的なシリンダアセンブリ２７３０において、アクチュエータ形状は、電磁力を発生させるために、電機子２７８７と地金２７９１との間に２つの力生成間隙を用いる。この設計の主な利点は、間隙が非常に狭いときに力が大きくなることである。この図は、軸対称な断面を示す。
【００８６】
[1139]  いくつかの実施形態では、図２５に示される例示的なシリンダアセンブリ２８３０に示すように、テーパした電機子が含まれ得る。アクチュエータを含むシステムの移動質量は、速い弁運動と低い消費電力を実現するために最小にすることができる。これを行うための手法の１つは、テーパした（即ち、円錐形の）電機子２８８７を使用することである。電機子の質量は、無垢部品にわずかな角度を付加しただけで減少する。電磁力の変化は、質量の低減という利点に比べるとごくわずかである。この図は、軸対称な断面を示す。
【００８７】
[1140]  いくつかの実施形態では、電磁アクチュエータの地金の形状は、所望のアクチュエータ特性（例えば、強い力、速い立ち上がり時間）に応じて、システムの良好な力出力、消費電力及び制御性を提供するように最適化され得る。例えば、図２６に示すように、地金２９９１は非軸対称であり得る。アクチュエータはパッケージングの制約を有し得る。例えば、アクチュエータは、いくつかのアクチュエータを並列で配置することができるような最大直径を有してもよい。軸対称よりもむしろ矩形又は正方形の形状を使用することによって更なる地金を付加することができる。加えて、電機子の形状は、地金に一致するように作製することができる。
【００８８】
[1141]  いくつかの実施形態では、流束曲げ部が含まれ得る。電機子を同一に維持しながら地金３０９１の領域を増加させることができる。電磁束は、地金の外から角度を成した部品を通ってより小さな寸法の電機子へと導かれる。これにより、極領域、ゆえに電機子の質量を同一に維持しながら地金の流束路領域が増加する。軸対称な断面は、地金３０９１及び電機子３０８７とともに図２７に示される。
【００８９】
[1142]  いくつかの実施形態では、地金は、良好なアクチュエータ特性を実現するように選択された材料で形成され得る。例えば、地金は、１００６スチール、１０１８スチール、１２１５スチール、純鉄及び／又は４１４０スチールから形成され得る。
【００９０】
[1143]  いくつかの実施形態では、シリンダヘッドにパワー電子機器を組み込むことができる。例えば、パワー電子機器は、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかに組み込むことができる。例えば、増幅器及びコントロール（例えば、シリンダアセンブリの動作に必要な全ての増幅器及びコントロール）は、配線用ハーネス及び接続の細部を低減及び／又は簡略化するために、シリンダアセンブリのシリンダヘッドに配置され得る。いくつかの実施形態では、ヘッド上のパワー電子機器によって、シリンダアセンブリが単一試験可能ユニットになる可能性がある。いくつかの実施形態では、全ての電子機器は、熱から保護するために、シリンダヘッドの「低温」の吸気側に向けられ得る。いくつかの実施形態では、電子機器及び／又はアクチュエータは、シリンダヘッドの水ジャケットによって冷却され得る。いくつかの実施形態では、全ての復帰ハウジング及び／又はばねは、潜在的に高温の環境の影響を受けないため、（本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどの）シリンダヘッドの「高温」の排気側に向けられ得る。
【００９１】
[1144]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるアクチュエータアセンブリのいずれかなどのアクチュエータアセンブリは、１つ以上の弁位置センサを含むことができる。
【００９２】
[1145]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどの）シリンダヘッドは１つの材料で作製することができる。いくつかの実施形態では、ヘッドは、２つ以上の材料で作製され得る。例えば、ヘッドが、より重い材料を特定の場所又は特定の領域のみに有し、低減された重量を有するように、ヘッドは２つ以上の材料で作製され得る。例えば、より重い材料は、高摩耗領域（例えば、ＣＧＩ弁座及びアルミニウムヘッド）にのみ使用され得る。
【００９３】
[1146]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載される復帰ハウジングのいずれかなどの）復帰ハウジング群の各復帰ハウジングは、個々にシリンダヘッド上に又はシリンダヘッドの組み合わせ上に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、いくつかの復帰ハウジングは群として取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、復帰ハウジングをシリンダヘッドに結合するために１つの止め輪が使用され得る。いくつかの実施形態では、（本明細書に記載される復帰アセンブリのいずれかなどの）復帰アセンブリは、燃焼粒子をデッドボリュームに入れないようにするためのシールを組み込んだ復帰ハウジングを含むことができる。
【００９４】
[1147]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかなどの）シリンダヘッドの吸気弁ポケットと排気弁ポケットとの間に中央ブリッジを配置することができる。中央ブリッジは、デュアルスパークプラグ、圧力トランスデューサ及び／又は吸気弁ポケットと排気弁ポケットとの間の他の構成要素の位置の柔軟性を可能とするような形状及びサイズにされ得る。
【００９５】
[1148]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかなどのシリンダヘッドアセンブリを含む一体型パッケージ全体は、シャーシ内パッケージングの利点のために、従来のＯＨＣシリンダヘッドよりも約４インチ低く、約１インチ短くすることができる。
【００９６】
[1149]  いくつかの実施形態では、インジェクタは、往復動弁部材間に配置されたシリンダヘッドの部分内に配置することができる。この配置は、インジェクタを、中央に配置された位置から低角度の噴射点までの範囲のどこにでも配置することを可能にする。インジェクタの位置は、燃料／空気混合物の特性を利用して、燃焼イベント中に燃焼特性及び高熱伝達領域制御するのに適したスパークプラグ位置と関連づけられ得る。
【００９７】
[1150]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載される作動アセンブリのいずれかなどの）作動アセンブリと関連付けられたばね（単数）又はばね（複数）は、（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）弁部材をわずかに偏心して配置するように設定され得る。弁部材をわずかに偏心した中立位置に配置すると、弁部材の速度プロファイル、及び作動アセンブリの各コイルが弁部材の場所又は位置を変更するのに必要なパワーを変化させることができる。従って、１つの特定のコイル（例えば、開コイル又は閉コイル）に必要なエネルギーを低減することができ、フランク速度を変更することができ、システムの総電力を最小にしながら様々な着座速度を可能にできる。
【００９８】
[1151]  いくつかの実施形態では、（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）弁部材は、エンジン及び／又はシリンダヘッドアセンブリの始動時、作動アセンブリに必要な最大コイル力を低減するために、振動させることができる。換言すると、弁部材を１以上の振動回数振動させることで、エンジン動作の始動を始めるためにエンジン弁部材を所望の開位置及び／又は閉位置にするのにコイルが必要とする力を低減することができる。
【００９９】
[1152]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載される作動アセンブリのいずれかなどの作動アセンブリ内の１つ又は両方のコイルは、ボビンレスとすることができ、より密なパッケージング内においてより多くの巻き数を可能にする。
【０１００】
[1153]  図２８は、一実施形態による、完全可変弁作動を実施することができるシリンダヘッドアセンブリを含むエンジン８００の一部分の断面正面図を示す。エンジン８００は、エンジンブロック８０２と、エンジンブロック８０２に結合されたシリンダヘッドアセンブリ８３０とを含む。エンジンブロック８０２は、長手方向軸線Ｌｃを有するシリンダ８０３を規定する又は含む。ピストン（図示せず）は、シリンダ８０３の長手方向軸線Ｌｃに沿って往復運動することができるようにシリンダ８０３内に配置され得る。ピストンは、ピストンがシリンダ８０３内において往復運動するとクランクシャフトがその長手方向軸線（図示せず）を中心に回転するように、コネクティングロッド（図示せず）によって、偏心スロー（図示せず）を有するクランクシャフト（図示せず）に結合され得る。このように、ピストンの往復運動を回転運動に変換することができる。
【０１０１】
[1154]  第１表面８３５の一部分がシリンダ８０３の上部分を覆うことで燃焼室８０９を形成するように、シリンダヘッドアセンブリ８３０の第１表面８３５はエンジンブロック８０２に結合され得る。シリンダ８０３を覆っている第１表面８３５の部分は、平坦である（及びいくつかの実施形態では、燃焼室１０９内のピストンの頂面に平行に位置する）ものとして示されるが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリ８３０は燃焼室内に突出する弁を含まないことから、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は任意の適切な幾何学的設計を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は湾曲させて、ピストンの頂面から角度的にずらすことができる。他の実施形態では、燃焼室の一部を形成するシリンダヘッドアセンブリの表面は湾曲させて、半球型燃焼室、ペントルーフ型燃焼室等を形成することができる。
【０１０２】
[1155]  内部領域又はポート８１２を規定する排気ガスマニホールド８１０Ｅは、ガスマニホールド８１０の内部領域８１２が第２表面８３６の排気ポート８３９を通じて弁ポケット８３８（以下で記載される）と流体連通するように、シリンダヘッドアセンブリ８３０の第２表面８３６に結合されている。本明細書に詳細に記載されるように、この配置は、例えば空気又は燃焼副産物などのガスを、シリンダヘッドアセンブリ８３０及びガスマニホールド８１０を通じてシリンダ８０３外に運ぶことを可能にする。吸気ガスマニホールド８１０Ｉの内部領域（図示せず）が吸気ポート（図示せず）を通じて第２弁ポケット（図示せず）と流体連通し、従って、吸気ガスマニホールド８１０Ｉがシリンダ８０３と流体連通することができるように、エンジン８００は、シリンダヘッド８３０の第２表面８３６に結合された吸気ガスマニホールド８１０Ｉも含む。２つのガスマニホールド８１０Ｅ及び８１０Ｉを含むものとして示されるが、いくつかの実施形態では、エンジンは、１つのガスマニホールド又は２つを超えるガスマニホールドを含むことができる。
【０１０３】
[1156]  更に、示されるように、いくつかの実施形態ではシリンダヘッドアセンブリ８３０の第１表面８３５は第２表面８３６に対向し得る。いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリ８３０は、シリンダ８０３に入る及び／又はシリンダ８０３を出るガス流が実質的に直線に沿って生じ得るように配置されている。このような配置において、燃料インジェクタ８９０は、（エンジン１００を参照して上述したシリンダ流路１４８などの）吸気シリンダ流路の真上の吸気ガスマニホールド８１０Ｉ内に配置され得る。このように、噴射された燃料は一連の屈曲部にさらされることなくシリンダ８０３内に運ぶことができる。燃料路に沿って屈曲部を排除することで、燃料の衝突及び／又は壁の濡れを低減することができ、それによって、例えば過渡応答の向上などのより効率的なエンジン性能につながる。
【０１０４】
[1157]  シリンダヘッドアセンブリ８３０はシリンダヘッド８３２及び弁部材８６０を含む。シリンダヘッド８３２はシリンダブリッジ部８９４（シリンダ流路部又はシリンダブリッジとも称される）を有する。シリンダヘッド８３２のシリンダブリッジ８９４は、長手方向軸線Ｌｐを有する弁ポケット８３８を規定する内部表面８３４を有する。シリンダブリッジ８９４は、弁ポケット８３８の底部及び燃焼室８０９の上部の少なくとも一部分を規定し得る。シリンダブリッジ８９４はまた、９つのシリンダ流路８４８を規定する。シリンダ流路８４８のそれぞれは、シリンダヘッド８３２の第１表面８３５に隣接し、シリンダ８０３の内部と流体連通する。加えて、シリンダ流路８４８のそれぞれは、シリンダ流路８４８が弁部材８６０によって閉塞されていない状況において、弁ポケット８３８と流体連通することができる。シリンダブリッジ８９４はまた、シリンダ流路８４８を規定し得るいくつかの封止部分８５５を含む。
【０１０５】
[1158]  弁部材８６０は、流路部８６２（本明細書では、弁ブリッジ又は弁ブリッジ部とも称される）と、第１ステム部分８７６と、第２ステム部分８７７とを有する。弁部材８６０は、図２８に示すように、部分的にテーパした形状を有する外壁を有し得る。第１ステム部分８７６は弁部材８６０の流路部８６２の端部に結合されており、第１プラグ８７８に係合するように構成されている。第１プラグ８７８は、アクチュエータアセンブリ８８０（本明細書では、ソレノイドアセンブリとも称される）と係合するように構成されている。ソレノイドアセンブリ８８０は、図１〜図３を参照して上述したソレノイドアセンブリ１８０と構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。第２ステム部分８７７は第１ステム部分８７６とは反対側の流路部８６２の端部に結合されており、第２プラグ８７９に係合するように構成されている。第２プラグ８７９は、ばねアセンブリ８２０（本明細書では、復帰アセンブリとも称される）と係合するように構成されている。
【０１０６】
[1159]  ソレノイドアセンブリ８８０は、電機子８８１と、コネクティングロッド８８３と、力印加部材８８４と、ばね８８５とを含む。ソレノイドアセンブリ８８０はまた、電磁開コイル８８２及び電磁閉コイル８８６を含む。第１プラグ８７８に印加される力により弁部材８６０の運動を生じさせることができるように、力印加部材８８４は第１プラグ８７８と係合するように構成されている。力印加部材８８４と第１プラグ８７８との間の係合は当接であり得る。換言すると、力印加部材８８４及び第１プラグ８７８は、関節式の接合部又は噛合特徴部を含むことはできない。他の実施形態では、力印加部材８８４と第１プラグ８７８及び／又は弁部材８６０との間の係合は、噛合特徴部を含むことができる。
【０１０７】
[1160]  ばねアセンブリ８２０はばね８２２及びばね力印加部材８２１を含む。ばね８２２は弾性変形し、伸張構成に付勢されるように構成され得る。ばね力印加部材８２１は非弾性の剛性材料で形成され得る。例えば、ばね力印加部材８２１は鋼及び／又はチタンで形成され得る。（例えば、伸張構成に付勢されていることにより）ばねアセンブリ８２０によって第２プラグ８７９に印加される力が弁部材８６０の運動を生じさせることができるように、ばね力印加部材８２１は、第２プラグ８７９と係合するように構成されている。ばね力印加部材８２１と第２プラグ８７９との間の係合は当接であり得る。換言すると、ばね力印加部材８２１及び第２プラグ８７９は関節式の接合部又は噛合特徴部を含むことはできない。他の実施形態では、ばね力印加部材８２１と第２プラグ８７９及び／又は弁部材８６０との間の係合は噛合特徴部を含むことができる。
【０１０８】
[1161]  弁部材８６０の流路部８６２はそれを通る９つの流路８６８を規定する。流路部８６２はいくつかの封止部分８７２を含み、封止部分８７２のそれぞれは、流路８６８の１つに隣接して配置されており、流路部８６２の底面８６３上に配置されている及び／又は流路部８６２の底面８６３を含む。いくつかの実施形態では、封止部分８７２は、流路部８６２の底面８６３上の流路８６８に通じる開口部を規定する。弁部材８６０の流路部８６２が弁ポケット８３８内にある弁部材８６０の長手方向軸線Ｌｖに沿って移動することができるように、弁部材８６０は弁ポケット８３８内に配置されている。例えば、ソレノイドアセンブリ８８０は、弁部材８６０が矢印Ｄの方向に移動するように、第１プラグ８７８に第１力を印加するように構成され得る。同様に、力印加部材が矢印Ｃの方向に移動し、弁部材８６０もまた、ばねアセンブリ８２０の力下で矢印Ｃの方向に移動するように、ソレノイドアセンブリ８８０は力印加部材８８４に第２力を印加するように構成され得る。換言すると、ばねアセンブリ８２０は、弁部材８６０が矢印Ｃの方向に移動するように、第２プラグ８７９に力を印加するように構成され得る。
【０１０９】
[1162]  ばね８２２及びばね８８５は両方とも、弁部材８６０に向かって付勢され得る（即ち、ばね８２２及びばね８８５は両方とも中央に付勢される）。従って、ソレノイドアセンブリ８８０の電機子８８１に電流が印加されない（即ち、開コイル８８２又は閉コイル８８６に電流が印加されない）構成では、弁部材８６０がシリンダヘッド８３２に対して中央又は実質的に中央位置に配置され、弁部材８６０が部分的に開放されるように、ばね８８５及びばね８２２によって弁部材８６０に印加されるばね力により、弁部材８６０が中立位置に中央に付勢される。換言すると、各流路８６８に通じるシリンダ側開口部の少なくとも一部分が流路８４８と流体連通し、各流路８６８に通じるシリンダ側開口部の一部分が封止部分８５５によって閉塞、遮断、又は閉鎖されるように、流路８６８は流路８４８と部分的に整列され得る。いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ８８０のコイル８８２，８８６に印加される電流がない場合、弁部材８６０が開位置における弁部材８６０の位置（例えば、開コイル８８２に電流が印加されているときの弁部材８６０の位置）と閉位置における弁部材８６０の位置（例えば、閉コイル８８６に電流が印加されているときの弁部材８６０の位置）との間の中間に配置されるように、ばね８２２及びばね８８５は弁部材８６０に向かって付勢され得る。
【０１１０】
[1163]  いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ８８０のコイル８８２，８８６に印加される電流がない場合、弁部材８６０が、開位置における弁部材８６０の位置（例えば、開コイル８８２に電流が印加されているときの弁部材８６０の位置）と閉位置における弁部材８６０の位置（例えば、閉コイル８８６に電流が印加されているときの弁部材８６０の位置）との間の、並進路に沿った途中に配置されるように、ばね８２２及びばね８８５は、弁部材８６０に向かって付勢され得る。いくつかの実施形態では、弁部材８６０は、開位置により接近して、閉位置により接近して、又は中間点に配置され得る。いくつかの実施形態では、弁部材８６０の１つ以上の流路８６８は流路部８６２の封止部分８７２によって部分的に閉塞され得る。いくつかの実施形態では、弁部材８６０が中立位置にあるときの流路８６８と封止部分８７２との間の中心軸線のずれにより、流路部８６２の底面８６３内の流路８６８の開口部が約５０％閉塞される、５０％超閉塞される、又は５０％未満閉塞されることになり得る。
【０１１１】
[1164]  図２８の構成に示すように、開コイル８８２に電流が供給されるようにソレノイドアセンブリ８８０が作動されると、電機子８８１は、開コイル８８２に向かって移動し、ばね８８５の力によって、コネクティングロッド８８３及び力印加部材８８４を第１プラグ８７８と力印加接触状態にするように構成され得る。従って、（図２８に示される構成によって示されるように）流路８６８が流路８４８と整列するように、弁部材８６０は、ばね８２２によって印加される力に反し、力印加部材８８４によって矢印Ｄの方向に押すことができる。流路８６８が流路８４８と整列すると、流路８６８のそれぞれは、シリンダ流路８４８の１つと流体連通することができる。このように、排気ガスマニホールド８１０Ｅは流路８６８，８４８を介してシリンダ８０３と流体連通する。開コイル８８２から電流が除去されると、弁部材８６０が平衡位置に戻るように、ばね力印加部材８２１と併せて、ばね８２２によって印加される復帰力により弁部材８６０を矢印Ｃの方向に押すことができる。
【０１１２】
[1165]  閉コイル８８６に電流が供給されるようにソレノイドアセンブリ８８０が作動されると、電機子８８１は閉コイル８８６に向かって移動し、コネクティングロッド８８３及び力印加部材８８４をばね８８５の力に反して矢印Ｃの方向に移動させ、力印加部材８８４によって第１プラグ８７８に印加される力を低下させるように構成され得る。力印加部材８８４によって第１プラグ８７８に印加される力が低下することで、弁部材８６０は、流路８６８が流路８４８と整列しないように、ばねアセンブリ８２０によって矢印Ｃの方向に押され得る。換言すると、弁部材８６０は、流路８６８が封止部分８７２によって燃焼室１０９から封止されるように配置され得る。更に、各流路８６８が対応するシリンダ流路８４８からずれているとき、各流路８６８はシリンダ流路８４８から流体的に分離されている。このように、シリンダ８０３はガスマニホールド８１０から流体的に分離される。閉コイル８８６から電流が除去されると、力印加部材８８４と併せてばね８８５によって印加される復帰力により、弁部材８６０を、弁部材８６０が平衡位置に戻るように、ばねアセンブリ８２０の力に反して矢印Ｄの方向に押すことができる。
【０１１３】
[1166]  いくつかの実施形態では、ソレノイドアセンブリ８８０は、弁部材８６０に「ブーストパルス」を印加するように作動させることができる。例えば、電流は、弁の運動を補助するために（例えば、摩擦力に打ち勝つために）、開コイル８８２又は閉コイル８８６のうちの１つに供給することができる。
【０１１４】
[1167]  シリンダ８０３の長手方向軸線Ｌｃは弁ポケット８３８の長手方向軸線Ｌｐ及び弁８６０の長手方向軸線Ｌｖに実質的に垂直であるものとして示されているが、いくつかの実施形態では、シリンダの長手方向軸線は、弁ポケットの長手方向軸線及び／又は弁部材の長手方向軸線から９０度以外の角度でずらすことができる。
【０１１５】
[1168]  流路８６８及びシリンダ流路８４８は特定の形状を有するものとして図２８に示されているが、流路８６８及びシリンダ流路８４８は任意の適切な形状を有することができる。図２８は、丸みのある上部を有する流路８６８を示す。図２８と同様に整列されると、流路８６８及びシリンダ流路８４８は、組み合わされた収束／発散形状を有することができる。いくつかの実施形態では、弁部材８６０が開構成にあるとき、弁流路８６８の少なくとも１つは対応するシリンダ流路８４８に向かって収束することができ、対応するシリンダ流路８４８は弁流路８６８の少なくとも１つに向かって収束し得る。いくつかの実施形態では、シリンダ８０３内のピストンが下に引かれているときのシリンダ８０３内部における流体の運動を制御するために、流路８６８及び／又はシリンダ流路８４８は、垂直に対して例えば、５、１０又は２０度の角度を成すことができる。いくつかの実施形態では、流路８６８及び／又はシリンダ流路８４８は、垂直に対して例えば、約２０度〜約４０度の角度を成すことができる。いくつかの実施形態では、流路８６８及び／又はシリンダ流路８４８は、垂直に対して例えば、約５度〜約２０度の角度を成すことができる。流路８６８及び／又はシリンダ流路８４８は、流体の流れを、特定の結果を達成するよう制御できるように、最適化された形状及びサイズを有することができる。例えば、空気がシリンダ８０３の片側を下方に流れ、シリンダの底部においてピストンの近傍で回転し始め、その後、燃料効率が向上するように、崩壊し、乱流に変わるように、タンブルが発生し得る。
【０１１６】
[1169]  ばね８２２及びばね８８５は、例えばステンレス鋼スプリングワイヤなどの任意の適切な材料から構成することができ、適切な付勢力を生成するように作製することができる。いくつかの実施形態では、しかしながら、シリンダヘッドアセンブリは、あの（that）弁部材８６０が、中央に付勢された平衡構成、開構成、及び閉構成の中で動作し得るようにするための任意の適切な付勢部材を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、シリンダヘッドアセンブリは、片持ばね、皿ばね、板ばね等を含むことができる。
【０１１７】
[1170]  シリンダヘッド８３２はエンジンブロック８０２に結合された別個の構成要素として示され、記載されているが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッド８３２及びエンジンブロック８０２は一体的に作製し、シリンダヘッドガスケット及びシリンダヘッド取付ボルトの必要を排除することができる。いくつかの実施形態では、例えば、エンジンブロック及びシリンダヘッドは１つの金型を用いて鋳造し、その後、シリンダ、弁ポケット等を含むように機械加工され得る。
【０１１８】
[1171]  エンジン８００は１つのシリンダを含むものとして示され、記載されているが、いくつかの実施形態では、エンジンは、任意の数のシリンダを任意の配置で含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、エンジンは、任意の数のシリンダを直列配置で含むことができる。他の実施形態では、任意の数のシリンダは、Ｖ型構成、対向型構成、又は星型構成で配置され得る。
【０１１９】
[1172]  同様に、エンジン８００は、任意の適切な熱力学的サイクルを用いることができる。このようなエンジンのタイプとしては、例えば、ディーゼルエンジン、火花点火式エンジン、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）エンジン、２サイクルエンジン及び／又は４サイクルエンジンが挙げられ得る。更に、エンジン８００は、例えば、マルチポート燃料噴射、シリンダへの直接噴射、キャブレーション等などの任意の好適なタイプの燃料噴射システムを含み得る。
【０１２０】
[1173]  図２９Ａ及び図２９Ｂは、一実施形態によるシリンダヘッド９３２の第１斜視図及び第２斜視図を示す。シリンダヘッド９３２は、図２８を参照して示し、記載したシリンダヘッド８３２などの、本明細書に記載される任意のシリンダヘッドと同じ又は類似し得る。シリンダヘッド９３２は、上層９３２Ａと、中間層９３２Ｂと、下層９３２Ｃとを含む。シリンダヘッド９３２は吸気ポート９３７及び排気ポート９３９を規定する。シリンダヘッド９３２は、吸気マニホールドが吸気ポート９３７と流体連通するように吸気マニホールドに結合され、排気マニホールドが排気ポート９３９と流体連通するように排気マニホールドに結合されるように構成されている。排気ポート９３９は吸気ポート９３７よりも狭いものとして示されているが、排気ポート９３９及び吸気ポート９３７は任意の適切なサイズ及び／又は形状を有することができる。シリンダヘッド９３２、特に上層９３２Ａは、それぞれスパークプラグ（図示せず）及び燃料インジェクタ（図示せず）と係合するためのスパークプラグポート９２７及び燃料インジェクタポート９２９も規定することができる。シリンダヘッド９３２内における吸気弁ポケット及び排気弁ポケットの配置によって、スパークプラグ及び燃料インジェクタは、燃焼室、特定の弁ポケット、又はシリンダヘッド９３２と関連付けられたポートとの連通のために、吸気弁ポケットと排気弁ポケットとの間に配置され得る。
【０１２１】
[1174]  シリンダヘッド９３２は、吸気アクチュエータアセンブリポート９９２Ｉ及び排気アクチュエータアセンブリポート９９２Ｅを規定する。アクチュエータ又はソレノイドアセンブリが、それぞれシリンダヘッド９３２内に配置された吸気弁部材（図示せず）又は排気弁部材（図示せず）と動作的に係合することができるように、吸気アクチュエータアセンブリポート９９２Ｉ及び排気アクチュエータアセンブリポート９９２Ｅは、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかを受け入れるように構成され得る。同様に、シリンダヘッド９３２は、吸気復帰アセンブリポート９９３Ｉ及び排気復帰アセンブリポート９９３Ｅを規定する。復帰又はばねアセンブリが、それぞれシリンダヘッド９３２内に配置された吸気弁部材（図示せず）又は排気弁部材（図示せず）と動作的に係合することができるように、吸気復帰アセンブリポート９９３Ｉ及び排気復帰アセンブリポート９９３Ｅは、本明細書に記載される復帰又はばねアセンブリのいずれかを受け入れるように構成され得る。
【０１２２】
[1175]  図２９Ｃ及び図２９Ｄは、シリンダヘッド９３２の下層９３２Ｃの、それぞれ上部斜視図及び底部斜視図を示す。示されるように、下層９３２Ｃは、吸気弁ポケット９３８Ｉ及び排気弁ポケット９３８Ｅを部分的に規定する。下層９３２Ｃは、吸気シリンダブリッジ９９４Ｉ及び排気シリンダブリッジ９９４Ｅを含む。吸気シリンダブリッジ９９４Ｉはいくつかの流路９４８Ｉを規定し、排気シリンダブリッジ９９４Ｅはいくつかの流路９４８Ｅを規定する。示されるように、吸気弁ポケット９３８Ｉが排気弁ポケット９３８Ｅよりも広い弁部材を収容することができるように、吸気弁ポケット９３８Ｉは排気弁ポケット９３８Ｅよりも広くされ得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、吸気弁ポケット９３８Ｉ及び排気弁ポケット９３８Ｅはそれぞれ、任意の適切なサイズ及び任意の適切な相対サイズであり得る。
【０１２３】
[1176]  図２９Ｅ及び図２９Ｆは、中間層９３２Ｂの、それぞれ上部斜視図及び底部斜視図を示す。中間層９３２Ｂは、第１吸気弁ポケット上面９９５Ｉ及び第１排気弁ポケット上面９９５Ｅを含む。中間層９３２Ｂはまた、第２吸気弁ポケット上面９９９Ｉ及び第２排気弁ポケット上面９９９Ｅを含む。吸気弁ポケット上面９９５Ｉ及び９９９Ｉ並びに排気弁ポケット上面９９５Ｅ及び９９９Ｅは、図２９Ａ及び図２９Ｂに示すように中間層９３２Ｂを下層９３２Ｃと組み合わせると、それぞれがシリンダヘッド９３２の弁ポケットの上面の一部分を形成し、弁ポケット内に配置された吸気弁部材及び排気弁部材と係合するように構成されている。中間層９３２Ｂはまた、第１流路９９６Ｉ及び第２流路９９６Ｅを規定する。第１流路９９６Ｉ及び第２流路９９６Ｅは、シリンダヘッド９３２が図２９Ａ及び図２９Ｂに示すように組み立てられると、吸気ポート９３７及び排気ポート９３９が、それぞれ第１流路９９６Ｉ及び第２流路９９６Ｅを通じて流路９４８Ｉ及び流路９４８Ｅと流体連通するように構成されている。
【０１２４】
[1177]  シリンダヘッド９３２は上層と、中間層と、下層とを含むものとして示され、記載されているが、いくつかの実施形態では、シリンダヘッド９３２は任意の適切な数の層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、シリンダヘッド９３２は、例えば、上層９３２Ａと中間層９３２が一体構造として形成されるように２つの層のみを含んでもよい。
【０１２５】
[1178]  図３０Ａ〜図３０Ｃは、吸気弁部材９６０Ｉの様々な図である。具体的には、図３０Ａは、吸気弁部材９６０Ｉの斜視図、図３０Ｂは、吸気弁部材９６０Ｉの断面図、及び図３０Ｃは、吸気弁部材９６０Ｉの底面図である。吸気弁部材９６０Ｉは、本明細書に記載される弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。例えば、吸気弁部材９６０Ｉは、流路部９６２Ｉ（弁ブリッジとも称される）と、第１ステム部分９７６Ｉと、第２ステム部分９７７Ｉとを含むことができる。流路部９６２Ｉは、いくつかの封止部分９７２Ｉを含むことができ、いくつかの流路９６８Ｉを規定し得る。加えて、吸気弁部材９６０Ｉは、第１上壁９９８Ｉ及び第２上壁９９８Ｉを含むことができる。第１上壁９９８Ｉは、吸気弁部材９６０Ｉの底面９６３Ｉを含む平面に平行な平面内にあるように構成され得る。第２上壁９９７Ｉは、第１上壁９９８Ｉに対して角度を成して配置され、第１上壁９９８Ｉに向かって下方にテーパするように構成され得る。換言すると、第２上壁９９７Ｉは、第１上壁の表面と非ゼロ角度で交差する平面内にある表面を有し得る。従って、第１上壁９９８Ｉ及び第２上壁９９７Ｉは、シリンダヘッドの第１吸気弁ポケット上面及び第２吸気弁ポケット上面（図２９Ｆに示される参照番号９９５Ｉ及び参照番号９９９Ｉなど）と係合するように構成され得る。加えて、第２上壁９９７Ｉは、第２上壁９９７Ｉが対応するシリンダヘッドの第１吸気弁ポケット上面と同じテーパ角度を有するように構成され得る。換言すると、弁ポケットは、第１弁ポケット上面及び第２弁ポケット上面を有し得る。第１弁ポケット上面は、弁部材９６０Ｉの第１上面（第１上壁９９８Ｉの表面）を含む平面に平行な平面内にあることができ、第２弁ポケット上面は、弁部材の第２上面（第２上壁９９７Ｉの表面）を含む平面に平行な平面内にあり、弁部材９６０Ｉがシリンダブリッジ（例えば、シリンダブリッジ９９４Ｉ）に対して閉構成にあるとき、弁部材の第２上面と第２弁ポケット上面は当接するように構成されている。
【０１２６】
[1179]  図３０Ｃに示すように、吸気弁部材９６０Ｉは第１幅Ｗ１を有することができる。加えて、流路９６８Ｉは、任意の適切な形状又は長さを有することができ、本明細書に記載される弁部材流路のいずれかと同じ又は類似の特性を有することができる。
【０１２７】
[1180]  図３１Ａ〜図３１Ｃは、排気弁部材９６０Ｅの様々な図である。具体的には、図３１Ａは、排気弁部材９６０Ｅの斜視図、図３１Ｂは、排気弁部材９６０Ｅの断面図、及び図３１Ｃは、排気弁部材９６０Ｅの底面図である。排気弁部材９６０Ｅは、本明細書に記載される弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る（例えば、吸気弁部材９６０Ｉ）。例えば、排気弁部材９６０Ｅは、流路部９６２Ｅ（弁ブリッジとも称される）と、第１ステム部分９７６Ｅと、第２ステム部分９７７Ｅとを含むことができる。流路部９６２Ｅは、いくつかの封止部分９７２Ｅを含むことができ、いくつかの流路９６８Ｅを規定し得る。加えて、排気弁部材９６０Ｅは、第１上壁９９８Ｅ及び第２上壁９９８Ｅを含むことができる。第１上壁９９８Ｅは、排気弁部材９６０Ｅの底面９６３Ｅに平行な平面内にあるように構成され得る。第２上壁９９７Ｅは、第１上壁９９８Ｅに対して角度を成して配置され、第１上壁９９８Ｅに向かって下方にテーパするように構成され得る。従って、第１上壁９９８Ｅ及び第２上壁９９７Ｅは、シリンダヘッドの第１排気弁ポケット上面及び第２排気弁ポケット上面（図２９Ｆに示される参照番号９９５Ｅ及び参照番号９９９Ｅなど）と係合するように構成され得る。加えて、第２上壁９９７Ｅは、第２上壁９９７Ｅが対応するシリンダヘッドの第１吸気弁ポケット上面と同じテーパ角度を有するように構成され得る。
【０１２８】
[1181]  図３１Ｃに示すように、排気弁部材９６０Ｅは第２幅Ｗ２を有することができる。加えて、流路９６８Ｅは、任意の適切な形状又は長さを有することができ、本明細書に記載される弁部材流路のいずれかと同じ又は類似の特性を有することができる。いくつかの実施形態では、吸気弁部材９６０Ｉの第１幅Ｗ１は排気弁部材９６０Ｅの第２幅Ｗ２よりも広くすることができる。いくつかの実施形態では、第１幅Ｗ１は、排気弁部材９６０Ｅの第２幅Ｗ２と同じ幅であり得る。いくつかの実施形態では、第１幅Ｗ１は、排気弁部材９６０Ｅの第２幅Ｗ２よりも狭くすることができる。
【０１２９】
[1182]  図３２は、シリンダヘッドアセンブリ１０３０の部分分解斜視図である。シリンダヘッドアセンブリ１０３０は、シリンダヘッド１０３２と、吸気弁アクチュエータアセンブリ１０８０Ｉと、排気弁アクチュエータアセンブリ１０８０Ｅと、吸気弁復帰アセンブリ１０２０Ｉと、排気弁復帰アセンブリ１０２０Ｅとを含むことができる。シリンダヘッド１０３２は、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。例えば、シリンダヘッド１０３２は、吸気ポート１０３７及び排気ポート１０３９を規定し得る。同様に、吸気弁アクチュエータアセンブリ１０８０Ｉ及び／又は排気弁アクチュエータアセンブリ１０８０Ｅは、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。吸気弁復帰アセンブリ１０２０Ｉ及び排気弁復帰アセンブリ１０２０Ｅは、本明細書に記載される復帰又はばねアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。シリンダヘッドアセンブリ１０３０は、図７に示すようなシリンダヘッドアセンブリ２３０などの、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかと同様に組み立てられ得る。
【０１３０】
[1183]  図３３は、シリンダヘッドなしで示されるシリンダヘッドアセンブリ１１３０の斜視図である。アセンブリ１１３０は、吸気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｉと、排気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｅと、吸気弁復帰アセンブリ１１２０Ｉと、排気弁復帰アセンブリ１１２０Ｅとを含む。アセンブリ１１３０はまた、吸気弁部材１１６０Ｉ及び排気弁部材１１６０Ｅを含む。吸気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｉ及び／又は排気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｅは、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。吸気弁復帰アセンブリ１１２０Ｉ及び排気弁復帰アセンブリ１１２０Ｅは、本明細書に記載される復帰又はばねアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。同様に、吸気弁部材１１６０Ｉ及び排気弁部材１１６０Ｅは、本明細書に記載される弁部材のいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。
【０１３１】
[1184]  図３３に示すように、吸気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｉ及び排気弁アクチュエータアセンブリ１１８０Ｅは、それぞれ吸気アクチュエータばね１１８５Ｉ及び排気アクチュエータばね１１８５Ｅを含むことができる。同様に、吸気弁復帰アセンブリ１１２０Ｉ及び排気弁復帰アセンブリ１１２０Ｅは、吸気復帰ばね（図示せず）及び排気復帰ばね１１２２Ｅを含むことができる。
【０１３２】
[1185]  吸気弁部材１１６０Ｉ及び排気弁部材１１６０Ｅは、弁ガイドを介して各々のアクチュエータアセンブリ及び復帰アセンブリに結合され得る。例えば、吸気弁部材１１６０Ｉの第１ステム部分は弁ガイド１１５２Ｉに結合され得る。弁ガイド１１５２Ｉは、シリンダヘッドアセンブリ１１３０のシリンダヘッド内に移動可能に配置され得る。同様に、排気弁部材１１６０Ｅの第１ステム部分は弁ガイド１１５２Ｅに結合することができ、弁ガイド１１５２Ｅもまた、シリンダヘッドアセンブリ１１３０のシリンダヘッド内に移動可能に配置され得る。吸気弁部材１１６０Ｉの第２ステム部分は、吸気弁復帰アセンブリ１１２０Ｉのハウジング内に移動可能に配置された弁ガイド（図示せず）を介して吸気弁復帰アセンブリ１１２０Ｉに結合され得る。同様に、排気弁部材１１６０Ｅの第２ステム部分は弁ガイド１１５４Ｅに結合され得る。弁ガイド１１５４Ｅは、排気弁復帰アセンブリ１１２０Ｅのハウジング内に移動可能に配置され得る。いくつかの実施形態では、弁ガイド１１５２及び弁ガイド１１５４のそれぞれはまた、例えば、弁ポケットとシリンダヘッドとの間にシールを提供することができる。
【０１３３】
[1186]  図３４は、一実施形態によるエンジン１２００の断面図である。エンジン１２００は、上述の、及び図２８に示されるエンジン８００などの本明細書に記載されるエンジンのいずれかと構造及び機能が同じ又は類似し得る。図３４は、エンジン８００を吸気弁部材及び吸気ガスマニホールドにおいて取った断面図で示す。
【０１３４】
[1187]  図３５Ａ及び図３５Ｂは、それぞれ第１構成及び第２構成における、弁ブリッジ１３６２及びシリンダブリッジ１３９４の概略断面図である。示されるように、弁ブリッジ１３６２は、３つの封止部分１３７２を含む。各封止部分１３７２の間に流路１３６８が規定される。同様に、シリンダブリッジ１３９４は、３つの封止部分１３５５を含む。各封止部分１３５５の間に流路１３４８が規定される。図３５Ａに示すように、弁ブリッジ１３６２及びシリンダブリッジ１３９４は閉構成にある。弁ブリッジ１３６２の各流路１３６８はシリンダブリッジ１３９４の封止部分１３５５によって閉塞され、シリンダブリッジ１３９４の各流路１３４８は弁ブリッジ１３６２の封止部分１３７２によって閉塞される。従って、図３５Ａの閉構成において、流路１３６８と流路１３４８との間に流体連通はない。
【０１３５】
[1188]  本明細書に記載される他の弁部材のいずれかに含まれる弁ブリッジと同様に、弁ブリッジ１３６２は、線ＥＥに沿って並進するように構成されている。従って、例えば、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかの力下において、弁ブリッジ１３６２は図３５Ｂに示すような開構成へと、シリンダブリッジ１３９４に対して並進又は移動され得る。この構成において、流路１３６８及び流路１３４８は閉塞されておらず、流体連通している。図３５Ｂに示すように、開構成にあるとき、流路１３６８及び流路１３４８は、流路１３６８が弁ブリッジ１３６２とシリンダブリッジ１３９４との間の境界面に近づくにつれて弁ブリッジ１３６２の流路１３６８の直径がテーパする又は減少するように構成され得る。同様に、流路１３４８は、これら流路１３４８が弁ブリッジ１３６２とシリンダブリッジ１３９４との間の境界面に近づくにつれてシリンダブリッジ１３９４の流路１３４８の直径がテーパする又は減少するように構成され得る。
【０１３６】
[1189]  図３６は、シリンダブリッジに対して閉構成にある弁部材に印加される力の例示的な概略断面図である。示されるように、閉構成にあるとき、シリンダブリッジ及び弁ブリッジは両方とも、ガスの圧力から生じる上向きの力を受ける。閉構成に押されたとき、及び閉構成に維持されている間、弁の外壁のテーパ部分は弁ポケットの相補的なテーパした内壁に対して押され得る。弁ポケットの内壁は、生じた下向きの力を印加することができ、閉構成において弁ブリッジとシリンダブリッジとの間のシールを向上させる。
【０１３７】
[1190]  図３７Ａ及び図３７Ｂは、弁部材を含むエンジンの動作中の様々なクランク角において、図３６に示される弁部材などの弁部材が閉構成において受ける力及び圧力の例示的なグラフである。
【０１３８】
[1191]  図３８Ａ及び図３８Ｂは、一実施形態によるアセンブリのそれぞれ斜視図及び部分分解図である。示されるように、アセンブリは、４つのシリンダヘッドアセンブリを含むことができ、そのそれぞれは、吸気弁部材及び排気弁部材を含む。各シリンダヘッドアセンブリは、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかと構造及び／又は機能が同じであり得る又は類似し得る。加えて、エンジンは、弁部材を作動させるための各アクチュエータ（例えば、ソレノイド）アセンブリを含み、支持するように構成されたハウジングを含むことができる。換言すると、ハウジングは、各開口部がアクチュエータアセンブリを含むことができ、アクチュエータアセンブリを弁部材と動作的に係合した状態に支持することができるように、開口部（例えば、８つの開口部）を含むことができる。
【０１３９】
[1192]  図３９Ａ〜図３９Ｃは、一実施形態による、本明細書に記載されるエンジン及び／又は構成要素のいずれかとともに使用されるように構成され得る様々なピストンを示す。具体的には、ピストンは、本明細書に記載されるシリンダ（例えば、シリンダ１０３，８０３）によって規定される燃焼室のいずれかに配置され得る。いくつかの実施形態では、燃焼室及び／又はピストンボウルは、本明細書に記載される弁部材の１つを有して動作するエンジンのエンジンノックの傾向を低下させるように設計され得る。燃焼及びＣＦＤモデリングは、本明細書に記載される弁部材によるフローパターン構成が従来のエンジンの弁部材によるフローパターン構成と非常に異なり得ることを示す。従って、ガスが自動点火することを防ぐために、排気弁ブリッジ下において火炎面をガスに向かって移動させるための固有の燃焼室設計が使用され得る。排気弁の下で中央に配置されたピストンボウルは、ポート噴射式ガソリンエンジンにおけるノックの傾向を低下させることができる。
【０１４０】
[1193]  図３９Ａは、平坦上面を有するピストン１４５６を示す。図３９Ａは、ピストンボス１５５７及びピストンボウル１５５８を有するピストン１５５６を示す。ピストン１５５６は、ボス又は垂直に延びる部分がシリンダヘッドの吸気側の下にあり、ボウル又は垂直に沈んだ部分がシリンダヘッドの排気側の下にあるように、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかに対して配置され得る。図３９Ｃは、ピストンボス１６５７及びピストンボウル１６５８を有するピストン１６５６を示す。ピストンボス１６５７又は垂直に延びる部分は、ピストン１６５６の縁部まで延びる縁部を有する。加えて、ピストンボウル１６５８は、図３９Ｂに示されるピストン１５５６のピストンボウル１５５８に比べてピストン１６５６内により深く沈んでいる。ピストン１５６５と同様に、ピストン１６５６は、ボス又は垂直に延びる部分がシリンダヘッドの吸気側の下にあり、ボウル又は垂直に沈んだ部分がシリンダヘッドの排気側の下にあるように、本明細書に記載されるシリンダヘッドのいずれかに対して配置され得る。
【０１４１】
[1194]  図４１Ａ及び図４１Ｂは、それぞれ図３９Ｂ及び図３９Ｃに示されるピストン１５６５又はピストン１６５６などのピストンを使用したときの、本明細書に記載されるエンジンのいずれかの上死点前２０度においてエンジン内を移動する流体の速度ベクトルを示す。図４１Ａ及び図４１Ｂ（図４１Ａの四角で囲んだ部分の拡大図）に示すように、スパークプラグ周囲の流れはピストンのボウルへと下方に押しやられる。
【０１４２】
[1195]  以下の表（即ち、表１及び表２）は、一実施形態による、（本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかなどの）シリンダヘッドアセンブリの性能測定基準を示す。
【０１４３】
【表１】
2019529792.tif 000003
【０１４４】
【表２】
2019529792.tif 000004
【０１４５】
[1196]  本明細書に記載されるエンジン及びシリンダヘッドアセンブリは、完全可変型動弁系の作動用に使用され得る。換言すると、弁部材は、シリンダヘッドアセンブリ内の作動アセンブリ及び復帰アセンブリの柔軟性によって、様々な弁及び／又はエンジンイベント若しくはプロセスを実施するように作動され得る。いくつかの実施形態では、例えば、吸気弁部材及び排気弁部材は、様々なタイプのエンジンサイクル又はエンジンプロセスを実施するように単独で作動させることができる。図４０Ａ及び図４０Ｂは、様々なクランク角における様々な弁作動サイクルの例を示す。本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリは、図４０Ａ及び図４０Ｂに示されるグラフの弁運動プロファイルによって示されるように作動され得る。
【０１４６】
[1197]  図４０Ａに示すように、いくつかの実施形態では、第１弁と関連付けられた燃焼室内のピストンと関連付けられたクランクシャフトのクランク角が下死点（ＢＤＣ：bottom dead center）に近づくにつれて、第１弁（例えば、本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの吸気弁部材）は開位置に移動することができる。第１弁は開位置に維持することができ、クランク角が上死点（ＴＤＣ：top dead center）に近づくにつれて、第２弁（例えば、本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの排気弁部材）は開位置に移動することができる。第２弁を開口後、及びクランク角がＴＤＣから離れてＢＤＣの方に戻る際に、第１弁を閉じることができる。クランク角がＢＤＣに達した後、第２弁は閉じることができる。従って、第１弁及び第２弁は、第１弁と第２弁とが重なった開期間を有するように構成及び作動され得る。換言すると、第１弁及び第２弁の両方が、ある期間にわたり開位置に維持され得る。同様に、第１弁及び第２弁の両方が、ある期間にわたり閉位置に維持され得る。いくつかの実施形態では、第２弁を開位置に維持しながら、第１弁は、第１弁を閉じた後のある期間にわたり再び開かれ得る。
【０１４７】
[1198]  本明細書に記載されるシステム又はアセンブリのいずれかの動作に関しては、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかを組み込んだエンジンのタイミングにより、ピストン位置に関する制限を事実上なくすことができる。加えて、いくつかの実施形態では、弁イベントの作用角は、作動速度のみによって制限され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリは、弁部材を中立又は中央付勢位置から開位置に、例えば、約２ｍｓ、約３ｍｓ及び／又は約２ｍｓ〜約３ｍｓで並進又は移動させることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリは、弁部材を中立又は中央付勢位置から閉位置に、約２ｍｓ、約３ｍｓ及び／又は約２ｍｓ〜約３ｍｓで並進又は移動させることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリは、弁部材を開位置から閉位置に、又は閉位置から開位置に、約２ｍｓ、約３ｍｓ及び／又は約２ｍｓ〜約３ｍｓで並進又は移動させることができる。
【０１４８】
[1199]  いくつかの実施形態では、弁部材及び／又はシリンダヘッドアセンブリのいずれかは、参照により全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年９月２９日に発行済みの「Valve Apparatus for an Internal Combustion Engine」という名称の米国特許第第９，１４５，７９７号に記載されている方法に従い制御され得る又はサイクルで使用され得る。
【０１４９】
[1200]  図４２は、一実施形態によるシステム１５００の概略図である。図４２に示すように、システム１５００は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）１５１０及び電流ドライバ１５１２を含むことができる。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１５１０は、内蔵された弁制御アルゴリズムを含むことができる。加えて、電子制御ユニット１５１０は、エンジンセンサ１５１４及び弁位置センサ１５１６から入力を受け取るように構成され得る。いくつかの実施形態では、エンジンセンサ１５１４は、（本明細書に記載されるエンジンのいずれかなどの）エンジンの、例えば、燃焼室内の圧力及び／又は温度などの様々な状況を検出することができる。いくつかの実施形態では、弁位置センサ１５１６は、エンジン（例えば、シリンダヘッドアセンブリ）内に含まれる（本明細書に記載される弁部材のいずれかなどの）１つ以上の弁部材の位置を検出することができる。
【０１５０】
[1201]  受け取った入力に応じて、電子制御ユニット１５１０はエンジンと関連付けられたエンジンアクチュエータ１５１８に信号を送信することができる。加えて、電子制御ユニット１５１０は電流ドライバ１５１２に信号を送信することができる。例えば、いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１５１０は、トランジスタトランジスタ論理（ＴＴＬ：transistor−transistor logic）駆動信号を電流ドライバ１５１０に送信することができる。電流ドライバ１５１２は、その後、駆動信号を弁アクチュエータ１５８０に送信することができる。弁アクチュエータ１５８０は、例えば、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかであり得る。従って、システム１５００は、弁部材を完全に可変的に作動させて様々なエンジンサイクルを完了させることができるように、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかの動作を制御するために使用され得る。
【０１５１】
[1202]  図４３は、一実施形態によるシステム１６００の概略図である。図４３に示すように、システム１６００は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６１０及び車両制御ユニット（ＶＣＵ：vehicle control unit）１６１１を含むことができる。いくつかの実施形態では、システム１６００は、電源１６１３も含むことができる。電子制御ユニット１６１０は、エンジンセンサ１６１４から信号を受信し、エンジンアクチュエータ１６１８に信号及び／又は命令を送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、エンジンセンサ１６１４は、（本明細書に記載されるエンジンのいずれかなどの）エンジンの、例えば、燃焼室内の圧力及び／又は温度などの様々な状況を検出することができる。電子制御ユニット１６１０はまた、車両制御ユニット１６１１に接続され得る。車両制御ユニット１６１１は、弁位置、エンジン位置、及び他のデータに対応するセンサなどの様々なセンサ１６１７からセンサデータを受信され得る。車両制御ユニット１６１１は４つの分配電流ドライバ１６１５Ａ〜１６１５Ｄのそれぞれに制御信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１６１１は、分配電流ドライバ１６１５Ａ〜１６１５Ｄに弁アクチュエータＴＴＬ制御信号を送信することができる。分配電流ドライバ１６１５Ａ〜１６１５Ｄのそれぞれは、アクチュエータ１６８０Ａ〜１６８０Ｄに動作可能に接続されている。電源１６１３はまた、４つの分配電流ドライバ１６１５Ａ〜１６１５Ｄのそれぞれに接続され得る。４つの分配電流ドライバ１６１５及び４つのアクチュエータ１６８０が示されているが、システム１６００は、任意の適切な数の分配電流ドライバ及びアクチュエータを含むことができる。システム１６００が本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれか内の（本明細書で記載される弁部材のいずれかなどの）弁部材の弁部材位置を制御することができるように、アクチュエータ１６８０は、本明細書に記載されるアクチュエータ又はソレノイドアセンブリのいずれかを含むことができる。従って、システム１６００は、弁部材を完全に可変的に作動させて様々なエンジンサイクルを完了させることができるように、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリのいずれかの動作を制御するために使用され得る。
【０１５２】
[1203]  図４５は、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリ及び／又はエンジンのいずれかを動作する方法３１００の図である。方法３１００は、参照番号３１０２において、弁部材を、弁部材によって規定される複数の弁通路を通じてガスマニホールドがシリンダと流体連通するように、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において、第１構成から第２構成に第１方向に移動させることを含む。参照番号３１０４において、弁部材を、ガスマニホールドがシリンダから流体的に分離されるように、弁ポケット内において第２構成から第３構成に、第１方向とは反対の第２方向に移動させる。参照番号３１０６において、弁部材を、弁部材が第１構成に移動するように解放する。
【０１５３】
[1204]  図４６は、本明細書に記載されるシリンダヘッドアセンブリ及び／又はエンジンのいずれかを動作する方法３２００の図である。方法３２００は、参照番号３２０２において、電機子が第１電磁コイルの方に引かれるように作動アセンブリの第１電磁コイルに第１電流を印加することであって、電機子は、電機子の運動によって、弁部材が、シリンダヘッドによって規定される弁ポケット内において中立構成から開構成に移動するように、弁部材に接続されている、ことを含む。弁部材は複数の弁流路を規定することができる。開構成において、ガスマニホールドは複数の弁流路を通じてシリンダと流体連通され得る。参照番号３２０４において、弁部材が中立構成に移動するように、第１電磁コイルに対する第１電流の印加は停止され得る。参照番号３２０６において、弁部材が閉構成に移動するように、作動アセンブリの第２電磁コイルに第２電流を印加することができ、閉構成においてガスマニホールドはシリンダから流体的に分離されている。
【０１５４】
[1205]  いくつかの実施形態では、本明細書に記載される電磁アクチュエータ（ソレノイドアセンブリとも称される）は、制御の可変性のために、単一巻線コイルよりもむしろ２つの入れ子コイルを含むことができる。例えば、２つのコイルのうちの１つは、弁部材運動中、所望の力を達成するため、及び消費電力を低下させるために、様々な箇所において作動させることができる。加えて、いくつかの実施形態では、標準的な円形ワイヤよりもむしろ正方形、矩形又は平坦ワイヤをコイルのために使用することができる。従って、同じ巻数を用いながらもより密なパッケージングが実現され得る。
【０１５５】
[1206]  様々な実施形態を上述してきたが、これらは単なる例として示したものであり、限定でないことは理解すべきである。上述の方法が特定のイベントが特定の順序で起こることを示す場合、特定のイベントの順序は変更してもよい。加えて、イベントのうち特定のものは可能な場合、同時に並列プロセスで実施されてもよいことはもとより、上述のように逐次的に実施されてもよい。実施形態を特に示し、記載してきたが、形態及び細部の様々な変更を施してもよいことは理解されよう。様々な実施形態は、特定の特徴及び／又は構成要素の組み合わせを有するものとして記載してきたが、上述したような実施形態のいずれかの任意の特徴及び／又は構成要素の組み合わせを有する他の実施形態も可能である。
【図１】
2019529792.tif 000005
【図２】
2019529792.tif 000006
【図３】
2019529792.tif 000007
【図４】
2019529792.tif 000008
【図５】
2019529792.tif 000009
【図６】
2019529792.tif 000010
【図７】
2019529792.tif 000011
【図８】
2019529792.tif 000012
【図９】
2019529792.tif 000013
【図１０】
2019529792.tif 000014
【図１１】
2019529792.tif 000015
【図１２】
2019529792.tif 000016
【図１３Ａ】
2019529792.tif 000017
【図１３Ｂ】
2019529792.tif 000018
【図１４】
2019529792.tif 000019
【図１５】
2019529792.tif 000020
【図１６】
2019529792.tif 000021
【図１７】
2019529792.tif 000022
【図１８】
2019529792.tif 000023
【図１９】
2019529792.tif 000024
【図２０】
2019529792.tif 000025
【図２１】
2019529792.tif 000026
【図２２】
2019529792.tif 000027
【図２３】
2019529792.tif 000028
【図２４】
2019529792.tif 000029
【図２５】
2019529792.tif 000030
【図２６】
2019529792.tif 000031
【図２７】
2019529792.tif 000032
【図２８】
2019529792.tif 000033
【図２９Ａ】
2019529792.tif 000034
【図２９Ｂ】
2019529792.tif 000035
【図２９Ｃ】
2019529792.tif 000036
【図２９Ｄ】
2019529792.tif 000037
【図２９Ｅ】
2019529792.tif 000038
【図２９Ｆ】
2019529792.tif 000039
【図３０Ａ】
2019529792.tif 000040
【図３０Ｂ】
2019529792.tif 000041
【図３０Ｃ】
2019529792.tif 000042
【図３１Ａ】
2019529792.tif 000043
【図３１Ｂ】
2019529792.tif 000044
【図３１Ｃ】
2019529792.tif 000045
【図３２】
2019529792.tif 000046
【図３３】
2019529792.tif 000047
【図３４】
2019529792.tif 000048
【図３５Ａ】
2019529792.tif 000049
【図３５Ｂ】
2019529792.tif 000050
【図３６】
2019529792.tif 000051
【図３７Ａ】
2019529792.tif 000052
【図３７Ｂ】
2019529792.tif 000053
【図３８Ａ】
2019529792.tif 000054
【図３８Ｂ】
2019529792.tif 000055
【図３９Ａ】
2019529792.tif 000056
【図３９Ｂ】
2019529792.tif 000057
【図３９Ｃ】
2019529792.tif 000058
【図４０Ａ】
2019529792.tif 000059
【図４０Ｂ】
2019529792.tif 000060
【図４１Ａ】
2019529792.tif 000061
【図４１Ｂ】
2019529792.tif 000062
【図４２】
2019529792.tif 000063
【図４３】
2019529792.tif 000064
【図４４Ａ】
2019529792.tif 000065
【図４４Ｂ】
2019529792.tif 000066
【図４５】
2019529792.tif 000067
【図４６】
2019529792.tif 000068
【図４７】
2019529792.tif 000069
【図４８】
2019529792.tif 000070
【国際調査報告】
2019529792.tif 000071
2019529792.tif 000072
2019529792.tif 000073